Принцип работы системы AVL


Необходимость оперативного получения навигационной информации привела к формированию обширной комплексной прикладной области транспортно-диспетчерских информационных технологий. Главными потребителями таких услуг стали автомобильные, железнодорожные и морские виды транспорта. Навигационная информация представляет несомненный интерес для инкассаторских служб банков, подразделений МВД, служб безопасности, государственных и коммерческих предприятий, мобильных подразделений прочих организаций, занимающихся перевозками ценных либо опасных грузов.
Принцип работы таких систем состоит в следующем. Навигационная антенна и миниатюрный приемник, установленные на автомобиле, принимают и обрабатывают сигналы глобальной спутниковой навигационной системы. По радиоканалу навигационные параметры передаются на диспетчеркий пункт, где на экране размещена электронная карта местности. На ней в автоматическом режиме отображается оперативная обстановка, поэтому дежурный всегда знает, где и в каком состоянии находятся его автомобили. Информация о состоянии транспортных средств снимается с телесигнализационных датчиков, установленных на важнейших узлах машин. Работа с картой полностью автоматизирована: можно на компьютере выделить несколько окон и в каждом организовать слежение за одной, несколькими или всеми машинами. Программа работы с картой сама выбирает необходимый масштаб, переходит с листа на лист и т.п. Кроме картографического терминала, у диспетчера имеется текстовый, на котором в виде таблицы отображается необходимая информация: номер машины, название улицы движения, скорость, расстояние до перекрестка и другие данные. Вся информация записывается в архив и, при необходимости, последовательность событий и действий персонала может быть восстановлена.

Этап I (прием GPS-информации и передача ее на главный диспетчерский центр)
На каждом пользовательском транспортном средстве устанавливается мобильный блок модема с GPS приемником, который обеспечивает прием GPS-информации со спутников и ее обработку. При подключении данного блока к мобильной радиостанции посредством интерфейсного кабеля обеспечивается передача обработанной GPS-информации по линиям используемой транкинговой либо другой системы связи на главный диспетчерский центр.
Этап II (прие м GPS-информации на главном диспетчерском центре и передача ее на РС главного диспетчерского центра)
На главном диспетчерском центре радиостанция обеспечивает прием обработанной GPS-информации и при подключении его посредством интерфейсного кабеля к базовому блоку модема с GPS-приемником осуществляет передачу принятой информации на ПК главного диспетчерского центра, на котором установлено соответствующее программное обеспечение.
Этап III (предоставление услуг пользователям системы AVL)
Пользователь системы AVL, имея в наличие ПК с необходимым программным обеспечением, и подключившись к главному диспетчерскому центру (посредством используемой сети передачи данных -локальной, глобальной или Internet), может воспользоваться теми услугами, которые определил для него провайдер системы AVL на главном диспетчерском центре.
На практике обычна ситуация, когда организации требуется контроль за перемещением своих транспортных средств в пределах города, страны или за границей, причем не обязательно в реальном времени. В то же время возможностей и необходимости в развертывании собственной системы радиосвязи, использовании услуг оператора мобильной связи или AVL-провайдера у нее может не быть. В данном случае лучшим решением является использование логера - миниатюрного и относительно недорогого устройства, устанавливаемого совместно с GPS-приемником на транспортных средствах. Оно, по сути, выполняет роль применяемых в авиации "черных ящиков", фиксируя маршрут перемещения автомобиля и (опционально) параметры его состояния от любых подключенных датчиков. Информация о местоположении транспортного средства, поступающая от GPS-приемника в течение пребывания на маршруте, записывается логером в цифровом виде на съемную Chip-карту и считывается с нее в диспетчерском пункте или офисе.
GPS - схема

Радио... Радио... Радио...
Подлинную революцию в штурманском деле совершило изобретение радио и использование его для решения навигационных задач.
RADIO -по латыни - испускающий лучи.
25 апреля 1895 года А.С. Попов (1859-1906), применив антенну и использовав усовершенствованный им когерер, за 5 лет до этого изобретенный французом Э. Бранли, демонстрировал свой "грозоотметчик" - первый в мире радиоприемник. Эх, если бы он запатентовал свое изобретение, тогда Александр Степанович был официально признанным отцом радио! Хотя мы его все равно любим, как родного.
29 марта 1899 года Г. Маркони принял сигнал посланный через Ла-Манш с помощью аппаратуры сконструированной тем же Э. Бранли, а спустя 2 года этот Г. принял первую трансатлантическую передачу радиосигналов, не забыв взять патент.
Радионавигационные устройства позволяют определять место судна, пользуясь результатами измерений направлений и/или расстояний от радиопередатчиков, положение которых известно.
На возможность создания радиомаяков для навигационных целей указал еще А.С. Попов.
В 1906-1907 г.г. Н.Н. Матусевич использует радиосигналы времени для определения долготы, а Н.Д. Папалекси начал опыты по радиопеленгации.
И этот опыт активно использовался в первой мировой войне.
В 20-х годах М.А. Бонч- Бруевич создает мощные генераторные лампы и о том, что в России началась новая эра услышали даже в Аргентине и Бразилии, а позже создает прототип радиодальномера.
В1925-1935 г.г. академики Л.И. Мандельштам и Н.Д. Папалекси создали теорию фазового метода дистанционных определений, а проф. Е.А. Щеголев конструирует первый радиодальномер.
Первый радар появился в 1934 году (американец Р. Пейдж), к сожалению намного позже трагедии на "Титанике".
На смену традиционным навигационным приборам пришли:
Радиокомпас,
Радиодальномер,
Радиосекстант (он фиксирует радиоизлучения светил и по ним определяет угловые расстояния),
Радар (позволяет "видеть" вокруг корабли, (самолеты), очертания береговой линии и т. д.),
Радиолот ("видит" очертания дна, иначе эхолот) и конечно
Навигационные приемники способные определять геодезические координаты места по радиосигналам.
"Погоду" в навигации, стала делать авиация!
В 40 - 60-х годах создают фазовые и импульсно-фазовые системы радионавигации. Сверхмощные передатчики от нескольких сотен до нескольких тысяч киловатт, огромные антенны от 250 до 450 метров. Такие системы "были по плечу" только двум странам в мире (догадайтесь каким? - ответ смотрите здесь). Соответственно: у них LORAN-А, у нас "Меридиан"; у них OMEGA, у нас "Альфа"; у них LORAN-С, а мы им ответили "Чайкой".
1957 год - запуск первого искусственного спутника Земли открыл новую страницу в развитии методов навигации.
Начало 70-х годов характерны не только тем, что появились хиппи и мода на рваную джинсовую одежду расшитую цветами, а скорее появлением спутниковых навигационных систем первого поколения.
Зачем "греть" атмосферу сверхмощными передатчиками, ломать голову о влиянии на распространение длинных радиоволн лесов и вечной мерзлоты, магнитных бурь и вспышек на Солнце, подвижек тектонических плит, и прочая, прочая - Устанавливаем маломощный передатчик излучающий в диапазоне сотен мегагерц на спутник, запускаем несколько спутников на расчетные орбиты примерно в 1000 км от Земли и навигационная система к Вашим услугам! У них TRANSIT, у нас "Цикада"...
Правда все это напоминает гонку. Времена были "холодные", а гонка была - вооружений!
А кто же победил? Прогресс в области навигации был налицо. Точность местоопределения с 1,8 морских мили при астрономических методах навигации, сократилась до 0,8 миль при использовании фазовых систем (OMEGA, "Альфа") и 0,25 миль при использовании импульсно-фазовых систем (LORAN-C , "Чайка"), а первые спутники уже обеспечивали 0,1 милю. При радиообсервации влияние погоды, времени суток минимально, а сравнивать скорость вычисления координат астро и радио методами, тоже, что работу на счетах и калькуляторе.
Однако зоны действия этих радиосистем были ограничены, да и точности к 80-м годам стали недостаточны.
"Кто на море не бывал, тот и горя не видал" - это про погоду. Старые морские волки по приметам определяли надвигающийся шторм или штиль. С появлением радио метеопрогнозы стали передавать регулярно. Первый советский метеорологический спутник был запущен в 1966 году на круговую орбиту высотой 625 км, а с 1969 года спутники серии "Метеор", а позже "Метеор - Природа" , стали регулярно передавать на Землю снимки облачных образований, следить за образованием атмосферных процессов (циклонов, ураганов) и т.п.
Герои Жюля Верна бросали в море бутылку с запиской и могли надеяться только на чудо. Сигналы SOS с терпящих бедствие кораблей и самолетов слышны на расстояниях в несколько сот километров, а радиобуи самолетов и того меньше, но ведь мало отстучать ...---... нужны еще координаты?
В 70-х годах вышли на орбиту спутники международной системы КОСПАС-САРСАТ - космической системы обнаружения терпящих бедствие. Аварийный буй пеленгуется спутниками и по каналам связи информация передается в центры поисково-спасательных служб района бедствия. В наше время детям капитана Гранта не пришлось бы объезжать полмира в поисках отца!
В конце 70-х годов в США и СССР развернулись работы по созданию среднеорбитальных спутниковых навигационных систем. По проекту -24 спутника, вращаясь на 3-х взаимоперпендикулярных орбитах в 20000 км от Земли, должны обеспечивать навигацию в любой точки Земли, в любое время суток. Поистине навигация становится глобальной, что и нашло отражение в названиях этих систем ГЛОНАСС (наша) и GPS (США). Передатчики излучают сигналы в диапазоне единиц ГГц, что позволяет проектировать миниатюрные, а следовательно, недорогие приборы, обеспечивающих точность обсервации в единицы метров.
Мало того, на спутниках этих систем размещаются высокостабильные атомные стандарты частоты и времени, которые корректируются с Земли по сигналам государственного эталона частоты и времени. Таким образом, передача сигналов точного времени также стала глобальной и доступной большому кругу потребителей, укрепив тем самым, неразрывность понятий навигации и времени!
Уходящий ХХ век подарил нам Internet, а до него - электронную почту e-mail, хотя для многих из Ва одно неотделимо от другого! Навигатором стали называть программу для компьютера.
Философы утверждают, что XXI век будет веком информации. Это не означает, что не будет книг, театров, кино..., нет - просто в нашей жизни информация будет играть все большую, если не основную роль, а Internet, очевидно, будет основным ее поставщиком.
Уже сегодня, используя Internet, Вы можете: общаться, учиться, развлекаться, работать. Возможно, Вы уже делали покупки через Internet?
Электронная коммерция развивается стремительными темпами. Электронные биржи, банковские расчеты, частные покупки, все это - не выходя из комнаты или автомобиля, а может самолета. Сегодня в качестве Вашего инструмента - компьютер, завтра специальный сотовый телефон-коммуникатор, а может компьювизор (компьютел), впрочем, я не знаю, как назовут прибор объединяющий в себе функции телевизора, компьютера, модема и телефона, в который будет встроен спутниковый навигационный приемник...
А время в Internet будет конечно электронное и конечно Гринвичское! С 01.01.2001 года английским правительством будет официально объявлено о новом стандарте времени Greenwich e-time GET, который будет использоваться для обеспечения глобальных электронных платежей (транзакций) через Internet!
Ну, а что дальше?
Очевидно, что будут продолжать развиваться навигационно-информационные технологии управления движением транспорта не только морского и воздушного, но и наземного. О чем идет речь? Для многих из Вас уже стало достаточно привычным есть бананы из Африки, а в апреле - свежие яблоки из Бразилии, ездить на каникулы в другие страны, слушать MP3 -записи или смотреть DVD- видео на проигрывателях из Сингапура и т.д. И все это нужно привозить или доставлять вовремя и обязательно безопасно! А достигнуть этого можно, объединяя спутниковые навигационные приборы, системы связи и электронные карты.
Персональная навигация - это не сказка это реальность! Навигационные приемники встраивают в автомагнитолы, а электронную карту города, (района, страны) устанавливают в проигрыватель лазерных дисков. "Как быстрее проехать в нужное место?" Где ближайшая бензоколонка?: - "Пожалуйста, следуйте указаниям бортового компьютера"!
А помните сказку "Маша и медведи"? Да, будь у Маши спутниковый навигационный приемник с электронной картой местности (а такие уже есть и даже встроенные в сотовый телефон), она бы не заблудилась, но и медведи не познали бы ее кулинарного искусства...

Информация взята из сайта http://www.rirt.ru