История GPS

Представление о навигации и умение добираться до места назначения появились задолго до появления GPS

Навигированию с помощью современного GPS всего несколько десятков лет отроду, хотя навыки определения местонахождения имелись задолго до появления сателлитов. Этот опыт частично утрачен даже у бывалых моряков, при этом не стоит забывать, что даже при наличии смартфона и навигационного устройства не исключена ситуация, в которой сигнал по той или иной причине будет недоступен, или же у карманного устройства просто закончится зарядка аккумулятора.

Маяки и карты существовали уже на протяжении нескольких сотен лет, даже тысячелетий. Звёзды ночью указывали путь, а древние мореплаватели старались держаться береговой линии и далеко в открытое море не выходить. Так благодаря близкому расположению друг от друга и ясному ночному небу были заселены острова Тихого океана.

Тысячелетия назад Южно-Китайское море и Индийский океан пересекали с помощью муссонов, поскольку они постоянно дули в одном направлении, что позволяло мореплавателям два раза в год пересекать открытое море, не боясь при этом заблудиться. Далеко на севере, в Исландии, использовали специально отполированный поляризованный кристалл, т.н. солнечный камень, для того, чтоб найти местонахождение Солнца и в облачную погоду, что на северных морях не было редкостью. Именно по Солнцу можно было приблизительно установить направление и местоположение.

Компас-достаточно новое изобретение

Компас, кажущийся сегодня довольно простым прибором, изобрели в Китае в 200 году до нашей эры. Его появлению в Европе способствовали персы в 13 веке. Игла магнитного компаса намагничена и расположена в наконечнике компаса-, который в соответствии с магнитным полем Земли направляет стрелку в направлении юга-севера. Компасы и карты значительно упростили путешествия по морю или по незаселённым материкам – карты стали точнее и даже линия побережья Эстонии на средневековых картах достаточно узнаваема.

Полярная звезда – как определить по ней своё местонахождение

Если под рукой нет компаса, то можно воспользоваться старым проверенным способом -определить местоположение по Полярной звезде. Эта звезда очень удобна для ориентирования — направление на неё практически совпадает с направлением на север, а высота над горизонтом равна географической широте места наблюдения.

При съёмке звёздного неба в Таймлапс видно, что всё вращается вокруг полярной звезды. Это направление и есть север, и высота звезды над горизонтом определяет широту месторасположение смотрящего.

Для определения широты и долготы своего местонахождения необходимо знать точное время, которое в 16 веке определяли при помощи песочных и водяных часов. В 1760 году удалось построить такие корабельные часы, которые были в состоянии показывать точное время также и на неустойчивой поверхности. По ним можно было определить местонахождение в любую погоду.

Секстант – точный измеритель угла для определения точного местонахождения.

Секстант появился в навигационном арсенале в 1757 году.

Его используют  в качестве запасного варианта в случае отказа электричества или электроники. С его помощью можно измерить угол любого небесного тела относительно линии горизонта и при знании точного времени рассчитать своё местонахождение. В ночное время, определив угол Полярной звезды, можно найти как направление севера, так и широту.

Секстант – это оптический прибор, одна половина зеркала которого показывает измерителю горизонт, вторая – измеряемое яркое небесное тело (Полярная звезда или Солнце)  Штурман смотрит на горизонт через телескоп и зеркало, двигая зеркало до тех пор, пока отражение наблюдаемого светила не попадет на него, как бы коснувшись горизонта.  Затем угол возвышения считывается со шкалы, верньера и установочного винта, и записывается вместе со временем. Определить угол на первый взгляд довольно просто, гораздо сложнее провести зависящие от времени расчёты.

Радио указывает дорогу

В 1906 году впервые для определения направления было использовано радио– а именно, на корабле было установлено устройство, при вращении которого можно было определить точное местонахождение источника радиосигнала. Так появились первые радиомаяки, которые задавали направление в порт даже находящимся на больших расстояниях судам, невидимым невооружённым глазом.

В 1930–ых годах появились первые автонавигаторы, которые были далеки от современных приборов и представляли собой достаточно примитивные устройства. На консоль автомобиля закрепляли так называемые рулоны с картами, которые прокручивали вперёд на каждом перекрёстке.

Во время Второй Мировой войны был изобретён первый радионавигационный прибор для мореплавателей LORAN, который с помощью четырёх силовых установок способствовал навигации на восточном побережье Канады и США.

Спустя несколько лет на смену спутникам пришли сателлиты

Началом эпохи сателлитов можно считать запуск Советским Союзом первого искуственного спутника на орбиту в 1957 году. Появление первого устройства типа GPS датируется 1962 годом, когда состоящая из семи сателлитов система TRANSIT помогала определить местонахождение на Земле – в начале довольно приблизительно. Несмотря на то, что по сравнению с компасом и секстантом система выигрывала в скорости использования и надёжности, точность показаний оставляла желать лучшего.

Впоследствие сателлитная навигация становилась всё точнее, вплоть до 1 мая 2000 года, когда по решению армии США точность показателей GPS изменилась с сотни до нескольких метров. Сегодня с помощью мобильного телефона, часов или же специального навигационного устройства можно определить местонахождение с точностью до метра. Обычно этого достаточно, чтоб найти правильную дорогу или необходимое место для остановки.

Секстант –точный прибор для измерения угла, который и в наши дни знаком некоторым морякам и даже используется в качестве запасного варианта в случае отказа электроники –, появился в арсенале навигационных приборов в 1757 году. С его помощью можно измерить угол любого небесного тела относительно линии горизонта и при знании точного времени рассчитать своё местонахождение. В ночное время, определив угол Полярной звезды, можно найти как направление севера, так и широту.

Определить угол на первый взгляд довольно просто, гораздо сложнее провести соответствующие расчёты. Одна половина зеркала показывает измерителю горизонт, вторая – измеряемое яркое небесное тело (Полярная звезда или Солнце) Штурман смотрит на горизонт через телескоп и зеркало, двигая зеркало до тех пор, пока отражение наблюдаемого светила не попадет на него, как бы коснувшись горизонта. Свободный конец стрелки укажет на шкале высоту наблюдаемого светила.