Уламжлалт болон орчин үеийн навигацийн хэрэгслүүд
Навигаци гэдэг нь хүн эсвэл тээврийн хэрэгсэл зорьсон газраа аюулгүй, үр дүнтэй хүрэхийн тулд өөрийн байрлал, аяллын чиглэлийг тодорхойлох чадвар юм. Хүмүүс далай тэнгисийг судалж, цөлийг туулж, уулсыг авирч, тэр ч байтугай үүлэн дундуур нисэхээс хойш навигацийн хэрэгслийн хэрэгцээ улам бүр нэмэгдсээр байна. Сонирхолтой нь, навигацийн урт түүх нь уламжлалт болон орчин үеийн хэрэгслүүд бүрэн тусдаа биш гэдгийг харуулж байна: олон орчин үеийн технологиуд нь хуучин зарчмуудыг боловсронгуй болгосноор бий болсон. Энэ нийтлэлд уламжлалт болон орчин үеийн навигацийн хэрэгслүүдийн олон янз байдал, тэдгээрийн хэрхэн ажилладаг, тэдгээрийн давуу болон хязгаарлалтын талаар авч үзэх болно.
Уламжлалт навигаци: Байгаль болон ур чадварт найдах
Дижитал газрын зураг болон хиймэл дагуулын навигаци үүсэхээс өмнө хүмүүс чиглэлээ тодорхойлохын тулд байгалийн тэмдэглэгээнд найддаг байсан. Уламжлалт навигаци нь зүгээр нэг "хэрэгсэл" биш, харин хүрээлэн буй орчны мэдлэг, туршлага, энгийн, зөөврийн төхөөрөмжүүдийн хослол байв.
1. Наран дээр суурилсан навигаци
Нар бол чиглэлийн хамгийн эртний үзүүлэлт юм. Ерөнхийдөө нар зүүн зүгт мандаж, баруун зүгт жаргадаг. Өдрийн цагаар нарны байрлал нь үндсэн чиглэлийг урьдчилан таамаглахад тусалдаг. Олон соёлд өглөөнөөс орой хүртэлх сүүдрийн чиглэлийн өөрчлөлтийг тодорхойлохын тулд саваа (гномон)-оор туссан сүүдрийг ажигладаг. Энэ арга нь энгийн боловч түүний нарийвчлал нь улирал, газарзүйн байршил, цаг агаарын нөхцөл байдлаас хамаарна.
2. Од дээр суурилсан навигаци
Шөнөдөө одод байгалийн "луужин" болж үйлчилдэг. Хойд хагас бөмбөрцөгт Поларис (Хойд од) нь харьцангуй тогтмол байрлалтай тул хойд зүгийг заахад ихэвчлэн ашиглагддаг. Өмнөд хагас бөмбөрцөгт Крукс (Өмнөд загалмай) одны ордныг ихэвчлэн лавлагаа болгон ашигладаг. Уламжлалт далайчид тодорхой улирлуудад гарч ирдэг тодорхой одны ордуудыг ашиглан далайн аяллын чиглэлийг тодорхойлдог байв. Энэ арга нь одон орны үндсэн мэдлэг, тэнгэрийг унших чадварыг шаарддаг.
3. Байгалийн дурсгалт газрууд: уулс, гол мөрөн, салхи, урсгал
Хуурай газар дээр уулс, хөндий, голын урсгал, эргийн онцлог нь чиг баримжааны гарын авлага болдог. Далайд улирлын чанартай салхины чиглэл, гадаргын урсгал, усны температур, давалгааны хэв маяг нь далайчдад байрлал, чиглэлийг үнэлэхэд тусалдаг. Номхон далай дахь далайн овог аймгууд арлуудын хооронд газар нутгийг ч харалгүйгээр "долгионы зураг" болон давалгааны хэв маягийг ойлгодог байсан нь мэдэгдэж байна.
4. Соронзон луужин
Луужин бол уламжлалт болон орчин үеийн хоорондох чухал гүүр юм. Луужингийн зүү нь дэлхийн соронзон оронтой зэрэгцэн оршиж, хойд-өмнөд чиглэлийг заадаг. Тэнгэр үүлэрхэг эсвэл тэмдэглэгдээгүй газруудаар аялах үед луужин нь онцгой тустай байдаг. Гэсэн хэдий ч луужин нь орон нутгийн соронзон хэлбэлзэлд (жишээлбэл, том металл эсвэл хүчирхэг электрон төхөөрөмжийн ойролцоо) нөлөөлж, соронзон хазайлтын залруулга (соронзон хойд ба газарзүйн хойд хэсгийн ялгаа) шаарддаг.
5. Цаасан газрын зураг ба үхлийн тооллого
Цаасан газрын зураг бол одоо ч хамааралтай хэвээр байгаа сонгодог навигацийн хэрэгсэл юм. Газрын зураг, луужин, зайн мэдээлэл (жишээлбэл, хурд, аяллын хугацаа эсвэл хөлөг онгоцны хурд) ашиглан хүн өөрийн байршлыг тооцоолж болно. Үхлийн тооллын арга нь эхлэх цэг, чиглэл, аялсан зайд үндэслэн байрлалыг тооцоолдог. Сул тал нь жижиг алдаа цаг хугацааны явцад хуримтлагддаг, ялангуяа чиглэлээ өөрчлөхөд хүргэдэг салхи, урсгал эсвэл газрын гадаргын нөлөөнд автдаг.
6. Одон орон судлалын багаж хэрэгсэл: одон орон судлал ба секстант
Сонгодог далайн навигацид сестратын биет (нар эсвэл од) болон тэнгэрийн хаяаны хоорондох өнцгийг хэмжихэд секстантыг ашигладаг. Тодорхой тооцоолол болон далайн хүснэгтийн тусламжтайгаар далайчид өргөрөг, мөн цаг хугацааны нарийн мэдээлэлтэй хослуулан ойролцоо уртрагийг тодорхойлж чадна. Энэ арга нь маш шинжлэх ухааны шинж чанартай боловч дадлага, таатай цаг агаар, тохируулсан тоног төхөөрөмж шаарддаг.
Орчин үеийн навигаци: Хиймэл дагуул, мэдрэгч ба тооцоолол
Технологийн дэвшил нь навигацийг илүү хурдан, илүү нарийвчлалтай, илүү хүртээмжтэй болгосон. Олон хүмүүс одоо гар утсаараа навигаци хийж байгаа бол хөлөг онгоц, нисэх онгоцууд илүү төвөгтэй, давхардсан систем ашиглаж байна.
1. GPS болон GNSS (Дэлхийн навигацийн хиймэл дагуулын систем)
GPS (Дэлхийн Байршлын Систем) нь АНУ-ын эзэмшлийн хиймэл дагуулын навигацийн систем боловч одоо илүү түгээмэл нэр томьёо болох GNSS нь GLONASS (Орос), Галилео (Европын Холбоо), БэйДу (Хятад) болон бусад улсуудыг багтаасан болно. Зарчим нь: хүлээн авагч нь хэд хэдэн хиймэл дагуулаас ирсэн дохионы аяллын хугацаанд үндэслэн байршлыг тооцоолдог. Үр дүн нь өргөрөг-уртрагийн координат, өндөр, цаг юм.
GNSS-ийн давуу талууд нь өндөр нарийвчлал, ашиглахад хялбар байдал юм. Хамгийн тохиромжтой нөхцөлд гар утасны нарийвчлал хэдхэн метрийн дотор байж болно. DGPS эсвэл RTK зэрэг залруулгын технологийн тусламжтайгаар нарийвчлал нь сантиметрт хүрч, судалгаа болон нарийн хөдөө аж ахуйд тохиромжтой. Хязгаарлалтууд нь хонгил, өтгөн ой, нарийн хөндий, эсвэл өндөр барилгуудын хооронд (хотын хавцал) дохионы сулрал эсвэл бөглөрөл орно. Цаашилбал, GNSS нь тодорхой нөхцөлд дохионы гацалт эсвэл хуурамч байдалд өртөмтгий байдаг.
2. Дижитал газрын зураг ба газарзүйн мэдээллийн систем (GIS)
Дижитал газрын зураг нь зүгээр нэг зураг биш юм. Эдгээр нь өндрийн өгөгдөл, замын төрөл, хил хязгаар, тэр ч байтугай бодит цагийн замын хөдөлгөөний мэдээллийг агуулж болно. Навигацийн аппликейшнууд нь хамгийн хурдан маршрут, өөр маршрут, ирэх тооцоолсон хугацаа, замын нөхцөл байдлын сэрэмжлүүлгийг өгөхийн тулд GPS-ийг дижитал газрын зурагтай хослуулдаг. Мэргэжлийн зорилгоор ГИС-ийг гамшгийн зураглал, хот төлөвлөлт, хүрээлэн буй орчны хяналт зэрэг томоохон хэмжээний орон зайн өгөгдлийг боловсруулахад ашигладаг.
3. Инерцийн навигацийн систем (INS)
INS нь гадны дохионд найдахгүйгээр цаг хугацааны явцад байрлалын өөрчлөлтийг тооцоолохын тулд хурдатгалын мэдрэгч (акселерометр) болон гироскоп ашигладаг. Энэ систем нь хиймэл дагуулын дохио султай бүс нутагт үйл ажиллагаа явуулж буй нисэх онгоц, шумбагч онгоц эсвэл тээврийн хэрэгсэлд зайлшгүй шаардлагатай. Үүний давуу тал нь GNSS-ээс хараат бус байдал боловч сул тал нь дрейф юм: GNSS эсвэл бусад лавлагаагаар үе үе засахгүй бол алдаа нэмэгдэх болно.
4. Утасны дижитал луужин болон мэдрэгчүүд
Орчин үеийн утаснууд нь соронзон хэмжигч (дижитал луужин), гироскоп, барометр, камертай. Мэдрэгчийн энэхүү хослол нь чиглэлийн нарийвчлалыг сайжруулж, харьцангуй өндрийг бүртгэж, харааны навигацид зориулж нэмэгдүүлсэн бодит байдлыг идэвхжүүлдэг. Гэсэн хэдий ч утасны соронзон хэмжигч нь хүрээлэн буй орчны соронзон хэлбэлзэлд өртөмтгий тул байнга тохируулга хийх шаардлагатай болдог.
5. Орчин үеийн далайн навигаци: радар болон автоматжуулсан систем
Далайд үзэгдэх орчин хязгаарлагдмал үед радар нь бусад хөлөг онгоц, эрэг орчмын шугам эсвэл том объектуудыг илрүүлэхэд тусалдаг. AIS (Автомат таних систем) нь хөлөг онгоцонд таних тэмдэг, байршил, хурд, чиглэл зэрэг мэдээлэл солилцох боломжийг олгодог. Энэ систем нь аюулгүй байдлыг сайжруулдаг, ялангуяа түгжрэлтэй усан замд. Гэсэн хэдий ч радар нь операторын тайлбарыг шаарддаг бөгөөд төхөөрөмж унтарсан эсвэл дохиог хүлээн аваагүй тохиолдолд AIS өгөгдөл бүрэн бус байж болно.
6. Нислэгийн навигаци: VOR, ILS, болон FMS
Нисэхийн салбарт GNSS-ээс гадна чиглэл тодорхойлоход зориулсан VOR (VHF Omnidirectional Range) болон нарийвчлалтай буухад зориулсан ILS (Instrument Landing System) зэрэг радио навигацийн системүүдийг ашигласаар байна. Орчин үеийн нисэх онгоцууд нь мөн үр ашигтай нислэгийн чиглэл, нисэх онгоцны гүйцэтгэл, цаг агаар, янз бүрийн мэдрэгчийг нэгтгэсэн Нислэгийн Удирдлагын Систем (FMS)-ээр тоноглогдсон.
Уламжлалт ба орчин үеийн: Аль нь илүү вэ?
Орчин үеийн навигацийн хэрэгслүүд хурд, нарийвчлал, тохь тухаараа давуу талтай боловч батерей, дохио, програм хангамжаас хамааралтай тул эрсдэл багатай байдаг. Нөгөөтэйгүүр, уламжлалт навигаци нь хүрээлэн буй орчинд мэдрэмтгий байдлыг шаарддаг бөгөөд өндөр технологи шаарддаггүй ч туршлага шаарддаг бөгөөд нарийвчлал багатай байж болно.
Тиймээс хамгийн сайн арга бол ихэвчлэн хослол юм. GPS-д найддаг явган аялагч луужин болон цаасан газрын зураг авч явах ёстой. Орчин үеийн далайчид хүртэл одон орны навигацийн үндсийг нөөц болгон сурч байна. Зарчим нь давхардал юм: чиглэл болон байрлалыг тодорхойлох нэгээс олон аргатай байх.
Хаах
Нар, оддыг уншихаас эхлээд хиймэл дагуул болон нарийн мэдрэгч ашиглах хүртэл навигацийн хэрэгслүүдийн хувьсал нь аяллын бэрхшээлийг шийдвэрлэхэд хүний бүтээлч чадварыг харуулж байна. Уламжлалт навигаци нь амьд үлдэх ур чадвар, байгалийг ойлгоход сургадаг бол орчин үеийн навигаци нь гайхалтай нарийвчлал, үр ашгийг санал болгодог. Технологийн дэвшлийн дунд навигацийн үндсэн ур чадварууд үнэ цэнэтэй хэвээр байгаа нь орчин үеийн байдлыг үгүйсгэх биш, харин нөхөж байна. Хоёуланг нь ойлгосноор бид илүү аюулгүй, ухаалаг аялж, гэнэтийн зүйлд бэлтгэлтэй байж чадна.
