8-800-234-5150
Звонок бесплатный
Пн -Пт 6:00-18:00 (МСК)
Стать партнером

Статьи

19 Ноября 2019

История GPS/ГЛОНАСС мониторинга со времен викингов и до наших дней

Сегодня системы GPS/ГЛОНАСС мониторинга и навигации успешно используются по всему миру. Они решают уже не только базовые задачи, но и повышают продуктивность бизнеса, экономят средства на содержании автопарков, а еще автоматизируют процессы на предприятиях. С чего начинался мониторинг? Что подвигло человека на создание первого хронометра? Каким был первый GPS-приемник? На эти и другие вопросы вы найдете ответы в статье.

История GPS Глонасс мониторинга со времен викингов и до наших дней

Ориентация на Солнце

X век

Первое упоминание средств навигации относится к началу Х века в одной из древних исландских саг, где изложен эпизод плавания викингов при пасмурной погоде. Викинги ориентировались по солнечному свету, а в пасмурные дни использовали «солнечный камень». Направленный на Солнце, при повороте окрашивает просвет в желтоватый цвет, а вдали от него в голубой.

Указанный принцип так называемого поляризованного света использовался в навигации до появления более точных инструментов. Сегодня такой метод действительно позволяет при сплошной облачности указать направление на Солнце.

Первый прототип современного компаса

XI - XVI века

Следующим устройством для ориентации в пространстве стал компас. История его изобретения начинается в Китае примерно в 200 г. до н.э. Этот инструмент использовался для указания направления по пустыням. С течением времени компас менялся: в XI веке в Китае изобрели плавающую стрелку, которая указывала на юг. В таком виде компас заимствовали арабы, европейцы и после весь мир для определения сторон света.

Только в XIV веке итальянский мореплаватель и изобретатель Флавио Джойя изменил вид компаса до того, который мы привыкли видеть сегодня.

История мониторинга в событиях и фактах

Первые попытки поиска долготы 

XVII век 

Вплоть до XVII века песочные часы оставались единственным средством измерения времени в море. На кораблях их обычно ставили на один час и постоянно переворачивали. Проблема определения точного времени, а также поиска долготы в море была одной из ведущих тем в научных исследованиях.

Галилео Галилей задумал часы с регулируемым маятником. Но эти часы, сначала задуманные Галилеем, а затем реализованные Кристианом Гюйгенсом из Нидерландов в 1656 году, оказались неподходящими для определения долготы на качающемся корабле, но произвели революцию в астрономии и других науках, измеряя время с точностью до секунды.

Сто лет на поиски долготы

XVIII век 

Спустя целый век в 1736 году британский часовщик Джон Гаррисон создал первый в мире морской хронометр «H1» для решения проблемы поиска долготы. Гаррисон совершил испытательное плавание из Лондона в Лиссабон на паруснике «Центурион» и обратно на другом корабле «Орфорд». По прибытии время сверили с «образцовым» экземпляром и нашли отклонения. Только через 25 лет Гаррисон создал модель хронометра «H5», которая была официально признана работающей.

Хронометр стал неотъемлемой частью навигационного оборудования судов и кораблей. Долгота определяется разницей между местным временем астрономического события, например, восхода или захода Солнца, и временем того же события на долготе одной из обсерваторий. Сейчас мы этим пользуемся, когда сверяем время по Гринвичу, долгота которой во всем мире принимается за ноль.

Со временем морские хронометры были вытеснены более точными часами со стабилизацией хода, кварцевыми резонаторами, точными радиосигналами от радиостанций и системой глобального позиционирования.

История мониторинга в событиях и фактах

Электроэнергия на смену секстантов

XIX век 

До начала XIX в. во всем мире широко использовалась астролябия, которая позволяла по высоте стояния небесных тел и точному времени определить широту. На смену ей пришли квадранты, а после – секстанты, навигационные измерительные инструменты для определения географических координат точки.

В 1880 году братьями Жаком и Пьером Кюри был открыт пьезоэлектрический эффект, принцип которого основан на преобразовании механического воздействия в электроэнергию. Сегодня этот эффект активно используется в технике, датчиках, приемниках, системах сверхточного позиционирования и в другом. Именно на основе этого эффекта был создан кварцевый резонатор, который чаще всего применяется в часовых схемах и таймерах.

Бумажный навигатор до появления первого спутника

XX век

В 1920 году был разработан первый прототип навигатора The Plus Fours Routefinder, который носился на руке, как часы. Особенность первого навигатора была в старых добрых бумажных картах, намотанных на деревянные ролики, которые водитель поворачивал в пути.

Уже через 10 лет навигатор с бумажными картами начал использоваться в автомобилях. Карты были намотаны от одного рулона к другому через дисплей, а кабель, подключенный к спидометру, контролировал скорость прокрутки. При этом, скорость, с которой двигался дисплей, была пропорциональна скорости автомобиля, поэтому он всегда показывал правильную точку.

История мониторинга в событиях и фактах

Выход в космос 

С развитием мониторинга появилась первая электронная навигационная система, которая даже передавала данные о заторах на дорогах. Но настоящей революцией в мониторинге стал первый запуск в космос искусственного спутника Земли в 1957 году в СССР.

В это же время группа ученых из США во главе с доктором Ричардом Б. Кершнером следила за радиопередачами спутника. Они обнаружили, что из-за эффекта Доплера частота сигнала, передаваемого спутником, была выше по мере приближения спутника и снижалась при удалении от них. Они поняли, что по местоположению на земном шаре можно точно определить, где спутник находится вдоль своей орбиты.

Развитие GPS и ГЛОНАСС 

Уже через год после запуска первого спутника ВМС США создают первую спутниковую навигационную систему Transit. Используя созвездие из пяти спутников, она могла обеспечивать передачу данных примерно раз в час. В 1967 году был выведен на орбиту первый советский спутник «Космос-192», который в ответ американскому обеспечивал непрерывную передачу сигнала.

Дальше активное соперничали США и СССР в космических разработках только нарастало. В 1973 году ведёт своё начало история создания Global Positioning System (GPS), с первоначальным названием Navstar (Navigation System with Time And Ranging), целью которой было обеспечение навигации и синхронизации шкал времени. При этом, спутниковая система работала только для решения задачи национальной безопасности США.

В 1979 году СССР запускает систему «Цикада» в составе четырех спутников, что стало началом зарождения системы ГЛОНАСС. При этом, СССР ставили вопросы повышения точности определения и прогнозирования параметров орбит навигационных спутников.

Кстати, примерно в это время во Франции в правительственном отчете Саймон Нора (Simon Nora) и Ален Минк (Alain Minc) впервые вводят термин «телематика».

История мониторинга в событиях и фактах

Первые приемники спутникового сигнала

Первый приемник, разработанный для вооруженных сил США, был двухместным и с колёсами, при этом весил около 122 килограммов. Для гражданского использования корпорация Magellan Systems произвела первое портативное GPS-устройство Magellan NAV 1000 – одноканальный приемник. Устройство искал спутники по очереди, затем на некоторое время отображал «вычисления» и, если повезет, определял местоположение. Уникальность этого приемника в том, что он действительно работал в условиях неполного охвата GPS-системы.

Развитие компьютерных технологий и интернета в 1980-х и 1990-х годах проложили путь к широкому мониторингу транспортных средств. Производство GPS/ГЛОНАСС-приемников, персональных компьютеров позволило не только правительственным учреждениям, но и любым предприятиям следить за транспортными средствами. А с появлением интернета все данные автопарка стали доступны онлайн.

Программируемые GPS/ГЛОНАСС терминалы

XXI век

К середине 2000-х годов технология GPS/ГЛОНАСС-навигации превратилась в полноценную систему мониторинга. Отчасти это было связано с улучшением связи между компьютерами (M2M), которая является предшественницей Интернета вещей (IoT). Наряду с облачными технологиями, датчиками, высокоскоростным Интернетом мониторинг становится все более точным.

Современные терминалы мониторинга позволяют определять местонахождение техники по всему миру и передают данные о параметрах работы на сервер мониторинга. Например, полученную информацию можно использовать, чтобы определить сколько топлива было использовано и какой из альтернативных маршрутов является более экономичным. Мониторинг также помогает следить за поведением водителя на дороге, за превышением скорости, резких торможениях, ускорениях, поворотах. Менеджеры получают данные, необходимые для обучения водителей или принятия иных мер для устранения этих проблем.

Более того, современные производители оборудования пошли дальше и предложили бизнесу программируемые терминалы, с помощью которых можно задавать алгоритмы действий на внешние события. Например, терминал линейки Galileosky 7 можно запрограммировать на организацию доступа к автомобилю только после идентификации или блокировать подачу топлива при попытках угона. Любые алгоритмы возможны с эксклюзивной технологией Easy Logic. 

 История мониторинга в событиях и фактах

Каково будущее мониторинга автопарка? Только время покажет, но, исходя из его нынешнего развития, можно ожидать увеличение спроса на сверх точность, контроль большего объема данных и улучшение мобильных возможностей.