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世界是如何变化的。您还记得安托万·圣艾修伯（Antoine de Saint-Exupery）的抒情小说中的奇幻小说《夜行》吗？在故事中，邮政飞机是由于太空中的旋风而丢失的，最终，尚不清楚飞机是否坠毁或设法进行了紧急着陆，以及发生的地点。现在一代人正在成长，他们会迷失自己的可能性很大，因为导航员一生都在包围他们。而且“某人遇到麻烦，没人知道”的情况也逐渐消失。飞机失事将通过许多渠道迅速记录下来。审慎的游客会携带智能手机大小的设备，并在出现问题时能够寻求帮助。在汽车中，引入了能够自动识别事故并自行呼叫救援人员的系统，即使驾驶员和乘客无法做到这一点。

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在“夜间飞行”事件发生不到不到十年的时间里，无线电罗盘开始越来越多地出现在飞机上-环形天线使人们可以找到通往无线电信号源的方向-一个特殊的电台，甚至是一个常规的广播电台。

洛克希德·伊莱克特拉（Lockheed Electra），环形的无线电罗盘天线，从上方清晰可见，照片Christian Bramkapmp / aitliners.net

设备故障或设备使用资格不足可能会像“夜间飞行”中那样引人注目，著名飞行员Amelia Earhart的消失-环球旅行的中间目标豪兰岛（Howland Island）听到了她的飞机，并收到了有关试图寻找环礁和燃料用尽的无线电消息。到目前为止，尚未发现阿米莉亚·埃尔哈特（Amelia Earhart），航海家弗雷德里克·努南（Frederick Noonan）和飞机的遗骸。

环形天线还具有令人不快的特性-它显示了信号源的方向，但无法说飞机是在接近还是在向远处移动。因此，在第二次世界大战期间，B-24“好夫人”轰炸机的全体机组人员都丧生了，他们飞行了一个灯塔，并退居沙漠。当飞机燃料耗尽时，他们带着降落伞跳下，试图到达基地，却不知道那是700公里。具有讽刺意味的是，飞机在沙滩上进行了较软的着陆计划。十五年后，他在沙漠中被发现。可以通过它寻求帮助的广播电台保持完好。

B-24轰炸机，天线环在顶部的黑色水滴形罩中

但总的来说，无线电罗盘实际上是一种非常有用的设备-您可以沿着信标之间的空中走廊飞行，并且如果在听力区中有多个信标，则可以以较高的精度确定您的位置-地图上指示的发射机的方位角（信标方向）的交点给出了平面所在的点。尽管卫星导航取得了所有成就，但信标仍用于飞机导航中。

Ivanovo.rf村，圣彼得堡周围地区的无线电导航图

固定信标上方的固定走廊非常适合民航，但军方将不得不在敌方领土上行动，而敌人将无法提供无线电信标，而且轰炸机的目标每天都在变化。在第二次世界大战开始时，德国人已使用越来越先进的无线电导航系统将轰炸机对准伦敦。

Knickebein系统，轰炸机以一束光束飞行，越过第二束时投下炸弹，Dahnielson / wikimedia.org插图

英国人以无线电干扰做出反应，用信号干扰了系统的正常运行。具有讽刺意味的是，领导这场战斗的雷金纳德·维克多·琼斯（Reginald Victor Jones）崇拜集会，并可能享受他获得了整个国家的资源来欺骗德国飞行员的事实。结果，德国空军被电子战所驱使，以至于他们对轰炸机的无线电制导系统失去了信心。

在短程民航战争之后，VOR / DME系统成为标准配置，可让您确定到信标的距离和方向。军事系统的工作原理相似-西方TACAN和苏联/俄罗斯RSBN。飞机发送器发送一个请求，该请求由地面站中继。响应延迟时间确定了飞机与站点之间的距离。为了确定信标的方向，使用了其他天线：一个天线旋转，并且其信号绕地平线围绕一圈运行。当第一根天线向北发射时，另一根发射全向信号。通过在平面上接收第一信号和第二信号之间的时间差，您可以确定它相对于电台的哪一侧。

结合了VOR / DME和TACAN的天线，资源

对于长距离，OMEGA，LORAN，Seagull和RSDN系统使用不同的原理。假设有三个无线电发射器彼此相距很远，并且同步发射信号。由于光速是有限的，因此信号不会同时到达飞机。他们不知道与飞机上任何一个站点的距离，但是他们知道接收信号的时间的差异，因此也知道与这些站点的距离的差异。知道两个测站之间的距离差异会产生夸张。三个测站允许您构建两个双曲线，它们的交点给出了飞机可能处于的两个可能点。例如，如果我们知道距莫斯科比距圣彼得堡480公里，那么我们既可以在第聂伯河（前第聂伯罗彼得罗夫斯克）也可以在乌法。如果我们到莫斯科比鄂木斯克再走50公里，那么我们可以在乌法或彼尔姆。条件的结合将给我写这篇文章的乌法。

插图Cosmia Nebula / wikimedia.org

此原理称为“双曲线导航”，最早在Gee English系统中用于将英国轰炸机引向德国城市。主要困难是同步远距离的地面发射器，但是随着原子钟的出现，这个问题在1960年代得到了普遍解决。为了确保远距离操作，使用了长波，因此天线系统非常高。

日本OMEGA系统的天线，曾经是日本最高的建筑物，日本国土交通省的照片/ wikimedia.org

太空时代的开始引起了人们对卫星导航的兴趣。约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的员工William Guyr和George Weifenbach从第一颗卫星接收到信号，发现他们可以通过测量信号的多普勒频移来计算其轨道。多普勒效应-来自移动源的信号的频率变化-当卫星接近实验室时，它增加了，而当它离开实验室时，它却减少了。

了解了卫星的轨道，就有可能解决反问题-通过卫星信号的多普勒频移确定其位置。因此，公交导航系统诞生了。第一颗卫星曾于1959年尝试进入轨道（未成功），第二颗卫星于1960年4月发射，同年成功进行了第一次试验。该系统于1964年投入使用。

美国国家航空航天博物馆的Transit 5-A卫星

极地轨道上的五架飞机上的五颗卫星高度为1100公里，覆盖了全球。通常在太空中有十颗卫星，每架飞机备用一颗。确定一个人的位置的任务是不平凡的，需要大量的数学计算，并且为了更精确，还需要固定支架。例如，对于美国潜艇，有必要开发一种特殊的计算机AN / UYK-1，该计算机密封并制成可将其拖入舱口的外形尺寸。

制造商的计算机广告

由于卫星的轨道随时间变化，因此它不仅传输当前时间，而且传输其轨道的元素，这些元素每天两次从通信站下载。两极附近的地面站知道它们的位置，不断地测量卫星的轨道，并向他们发送轨道参数，然后将其用于解决系统用户的逆问题。

但是所有的困难都随着获得的机会而得到了回报-潜艇将天线推进了仅两分钟，捕获了卫星信号，并且可以以100米的精度确定其位置。很快，过境系统就可以用于民用，它不仅帮助了许多水手，还使解决相当不寻常的问题成为可能，例如，通过平均许多测量值，调整了珠穆朗玛峰的高度。

在苏联，旋风导航和通信系统是用蝉的民用版本创建的，其工作原理相似，由6颗卫星组成。 Transit于1996年停止工作，Cyclone系统的最后一颗卫星于2010年进入轨道。

当然，Transit及其类似物并非没有缺点-仅五颗卫星意味着在赤道地区，该卫星将不得不在中纬度地区等待数小时。期望降低到1-2小时。而且100米的精度很快就想提高。美国早在1973年就开始了一个新的GPS导航系统的项目，该系统的第一个原型于1978年进入轨道。新系统对您已经知道的方法进行了修改。

还记得双曲线导航吗？ GPS和类似物执行相同的原理。所有卫星都广播其轨道的确切时间和参数。由于光速是有限的，因此时间戳不会同时出现在用户身上。用户没有与卫星同步的原子钟，因此他只知道读数之间的差异，但这足够了。来自三颗卫星的信号使您可以在空间中建立两个双曲面，它们的相交处会产生一个在两个点接触地球表面的双曲线，一个是正确的位置，第二个是不正确的以至于容易掉落。

慕尼黑工业大学插图

如果添加第四个卫星，则三个双曲面将在一个点处相交，并且还将确定表面上方的高度。并且每增加一颗卫星都会产生新的双曲面，这将提高准确性。三架飞机中的24颗卫星提供了全天候的系统可用性。

其他现代导航系统也遵循类似的原理：俄罗斯GLONASS，欧洲伽利略。中国北斗具有相同的原理，但卫星位于不同高度的轨道上。毫无疑问，最戏剧化的故事是俄罗斯的GLONASS。

该系统的开发始于1976年，第一台设备于1982年进入轨道。首先，小系列-发射了10、9、12颗卫星，自1988年以来，该星座的正式部署开始以大系列进行，其中生产了56颗卫星。

《宇宙新闻》，1999年第2期

在90年代初期，已经有12颗工作卫星允许对该系统的有限使用，并于1995年完成了全面部署。 las，由于经济问题，该组织开始沦落。这些设备的寿命相对较短，发射次数很少-1995年之后，在1998年和2000年进行了一次发射，发射了3颗卫星，导致了2001年只有6枚可运行设备的事实。但是从零开始，这个团体开始复兴。 2003年，第一代第二代飞行器GLONASS-M进入轨道，最重要的区别是使用寿命增加。

GLONASS-M，Bin im Garten摄影/ wikimedia.org

应用的技术解决方案取得了成功，今天，最古老的工作卫星于2007年发射升空，超出了保修期限一半。但是今天，这个星座面临着新的挑战。最初计划将第二代替换为第三代“ GLONASS-K”，它将切换到无压力的平台，以保证更大的耐用性。但是这些卫星使用的是进口零件，在2014年政治局势复杂化之后，这些零件就无法使用。最后，决定使用家用部件改用改良型“ GLONASS-K2”。现在，这个星座正处于一个戏剧性的阶段，届时必须将已经制造和存储的第二代卫星替换掉，以便将混乱的第二代卫星替换掉，同时并行生产新的改进型卫星。

GLONASS-K2，图片来自苏联男孩/ wikimedia.org

到目前为止，一切进展顺利-GLONASS-M的储备几乎已结束-倒数第二个装置将于3月进入轨道，最后一次可能是今年。 “ GLONASS-K”有9个库存，其中1架将在5月飞行。第一个“ -K2”可以在2021年推出。

对于民用用户来说，即使是最坏的情况也没有问题-四个全球导航系统意味着导航员将始终看到卫星并能够确定其位置。不仅导航系统可以在各种情况下提供帮助。从2018年起在欧洲和从2015年起在俄罗斯联邦，新车必须安装一个识别事故并自动将呼叫转移到紧急服务的系统-eCall和ERA-GLONASS。

两种系统都是兼容的，并且工作原理相同：汽车中的传感器记录事故事实-安全气囊的展开，身体变形等情况，使用卫星导航系统确定事故的程度和事件的坐标，并通过蜂窝网络向救援部门发送消息。根据2019年底的信息，俄罗斯超过460万辆汽车配备了ERA-GLONASS，每年大约记录36,000个电话，其中17,000个处于自动模式。据专家称，该系统每年可节省3-4千人。

NPP ITELMA制造的ERA-GLONASS设备如下所示：

俄罗斯所有汽车中超过30％都装有在ITELMA中组装的设备。ERA-GLONASS系统在企业中经历了一个完整的周期：我们创建架构，开发软件，制作原型，对其进行测试，并且在成功测试之后，我们将模块集成到了离开工厂输送机的汽车中。

远程信息处理局负责在企业中开发ERA-GLONASS应急系统和基于IoT的项目，它为程序员和开发人员提供了一些职位空缺。

关于ITELMA

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