Navigatoare GPS cu busolă magnetică - prețuri

Buna ziua. Voi încerca să fac un raport despre un lucru mic pe care nu l-am mai văzut până acum. Am aflat despre existența unor astfel de lucruri aici pe Muska. Acum epuizat - rupt. Prin urmare, linkul către magazin chinezesc. Este încă mai ieftin în China, prețul pentru acest breloc în Yandex este de 1.970 de ruble.
Ei bine, iată blisterul cu subiectul în mâinile mele.




În plus, a fost inclusă o carabină - s-a destramat a treia oară. Și ar trebui să existe un cablu USB - nu am avut unul. Ei bine, a treia captură este că bateria a fost complet descărcată și dispozitivul a refuzat să se încarce. A trebuit să folosesc metoda dovedită, să deschid dispozitivul și să-l conectez în paralel la contacte celulă cu litiu(18650 era la îndemână) pentru câteva secunde. După aceea, acuzația a fost preluată și procesul a început.




Corp din plastic cauciucat Culoarea galbena. Nu există semne de protecție împotriva ploii (cum ar fi prize).




Pe laterale există butoane de control, o priză de încărcare și o gaură de resetare. Când se încarcă, ecranul se aprinde cu o lumină albastră uniformă când este încărcat complet, se stinge.

Când este pornit, dispozitivul începe să caute sateliți, uneori pentru o lungă perioadă de timp - câteva minute. Din stick-urile de pe antenă puteți estima aproximativ numărul de sateliți găsiți. De exemplu, 2 bastoane - 4 sateliți, 3-5 sateliți, 4 - mai mult de 6 sateliți.

De îndată ce comunicarea cu sateliții este stabilită, coordonatele apar pe ecranele adiacente

Ceas satelit

Ecran cu viteza și altitudinea actuale

Ecranul Distanța parcursă și timpul călătoriei

Un POI (punct de interes) este setat pe ecranul principal. Acesta este punctul la care trebuie să ne întoarcem sau să găsim. Puteți seta 16 astfel de puncte dacă este necesar, le puteți șterge și instala altele noi; În plus, aici puteți vedea distanța (în linie dreaptă) cu care v-ați îndepărtat și data la care a fost creat punctul...

Ei bine, și cel mai important, există o săgeată care arată direcția în care să se deplaseze. Mai mult, această săgeată arată direcția doar atunci când te miști, așa că dacă intri în desișuri impenetrabile va fi o problemă.
Navigarea prin ecrane se realizează cu ajutorul butoanelor laterale, în ciuda faptului că există două butoane înainte și înapoi, tranziția se efectuează doar într-o singură direcție, indiferent de buton pe care îl apăsați.
În meniul de setări, puteți seta limba, timpul de iluminare de fundal, puteți schimba fusul orar, unitățile de măsură, puteți efectua o pornire la rece, ștergeți POI-uri și resetați toate setările.


Caracteristici
Sunt 14 canale active, 51 reflectate Dimensiunea 65x52x21 mm. Greutate 39 g Ecran 128x64 pixeli. Iluminarea de fundal este albastră.
Program de lucru până la 10 ore. (De fapt 6-8 ore Baterie 390 mAh... Consum de curent 30 mA). Când căutați sateliți 70 mA... Viteza de actualizare a coordonatelor 0,1 m/s. Pozitionare 10 m. Pornire la rece 2-3 min.
O altă nuanță - indicația de încărcare a bateriei nu este foarte corectă, se poate afișa încărcare completă, chiar dacă nu este adevărat. Prin urmare, înainte de a utiliza dispozitivul, ar trebui să-l încărcați întotdeauna, astfel încât să nu existe surprize.

Ecranul nu este foarte contrastant, dar destul de lizibil în orice lumină de fiecare dată când apăsați un buton, se aprinde o lumină de fundal albastră, a cărei durată poate fi setată la 60 de secunde.
Dispozitivul va fi foarte util pentru a vă aminti locurile de ciuperci sau de pescuit, vă va ajuta să ieșiți din pădure direct la mașina dvs. și nu la o jumătate de kilometru distanță de ea (asta mi se întâmplă adesea), puteți găsi o grămadă de altele. exemple în care poate fi folosit și cel puțin lăsați ceasul jos în funcție de ceasul satelitului.
Vă mulțumim pentru atenție.

Plănuiesc să cumpăr +23 Adauga la favorite Mi-a placut recenzia +16 +47

Astăzi, omenirea a venit cu multe modele diferite de busole. Ele diferă nu numai prin design, ci și prin principiul de funcționare. Modul în care funcționează o busolă magnetică, de exemplu, este foarte diferit de principiul de funcționare al unei busole într-un smartphone și un telefon, deși în general rezultatul final al acțiunii lor - citirile - va fi similar.

Busolele mecanice funcționează toate pe același principiu.

Fiecare model are propriile avantaje și dezavantaje, astfel încât să poți alege cel mai potrivit dispozitiv pentru fiecare situație specifică.

De exemplu, să ne uităm la principiul de funcționare al unor tipuri de busole.

Busola magnetică

Într-o busolă magnetică, elementul principal - acul magnetic - este situat de-a lungul liniilor de forță ale câmpului magnetic al Pământului - un magnet natural gigant - și indică polii săi.

Acul unui astfel de compas este aliniat în direcția liniilor magnetice ale Pământului.

Datorită faptului că polii magnetici sunt situați în apropierea polilor geografici, pe cea mai mare parte a suprafeței globului, o busolă magnetică poate fi folosită pentru a găsi direcția aproximativă a nordului sau a sudului adevărat și, din aceasta, determina toate celelalte direcții cardinale.

Busolă electronică (digitală).

La acest tip de busolă, citirile sunt determinate și de direcția câmpului magnetic al Pământului, dar în acest caz nu acul funcționează, ci un dispozitiv electronic special (senzor magnetic).

O astfel de busolă nu depinde de sateliți și de vizibilitatea acestora.

Spre deosebire de busolă magnetică, acest dispozitiv consumă energie electrică de la o baterie sau baterii portabile.

Este demn de remarcat aici că o busolă digitală este uneori numită și busolă satelit, ceea ce nu este în întregime adevărat. Vom vorbi despre satelit puțin mai târziu.

Busolă electromagnetică

Acest dispozitiv este orientat și spre câmpul magnetic al Pământului, dar pentru ca acesta să înceapă să funcționeze trebuie să se miște în spațiu. La urma urmei, mișcarea unui cadru cu o înfășurare într-un câmp magnetic - partea principală a unei busole electromagnetice - este cea care generează un curent electric, care, la rândul său, se reflectă sub formă de citiri pe instrumente, care sunt utilizate. pentru a compara direcția de mișcare a vehiculelor cu un curs dat.

Datorită acestui design, acest dispozitiv este insensibil la deviațiile magnetice asociate cu părțile vehiculului pe care este instalat. Cu toate acestea, pentru a naviga folosind o busolă electromagnetică, trebuie să fii în mișcare, deoarece stând într-un singur loc, curenti electrici nu vor apărea în bobine, ceea ce înseamnă că dispozitivele nu vor avea nimic de măsurat.

Radio busolă

Într-o busolă radio, direcția este determinată nu de un câmp magnetic, ci de un semnal de la un post de radio, a cărui locație este cunoscută în prealabil. Fotografia arată un exemplu de astfel de busolă luat de pe panoul unui avion:

Compasele radio sunt utilizate pe scară largă în aviație, dar au o serie de dezavantaje asociate cu apariția unor erori mari în măsurători (mai mult de zece grade) din cauza distorsiunii semnalului radio. Astăzi sunt din ce în ce mai mult înlocuite de alte dispozitive de navigație, de exemplu, navigatoare GPS.

Busolă prin satelit

O busolă prin satelit funcționează prin primirea semnalelor de la sateliți. Un astfel de dispozitiv arată direcția către polii adevărați, adică către nordul geografic și sudul geografic.

O astfel de busolă nu va funcționa în interior sau sub pământ, ceea ce îi limitează domeniul de aplicare.

Citirile acestei busole nu depind de anomalii și abateri magnetice, cu toate acestea, nu va funcționa dacă semnalul satelitului dispare sau sursa de alimentare se epuizează. Acestea sunt dispozitivele încorporate telefoane moderneși smartphone-uri, iar pe același iPhone, busola funcționează prin primirea semnalelor de la sateliți și indicând direcții către laturi diferite Sveta. Majoritatea smartphone-urilor au inițial un receptor GPS încorporat pentru a-și extinde funcționalitatea, iar atunci când primesc date despre locația telefonului, este foarte ușor să indicați direcțiile către punctele cardinale.

Giro-compas

Funcționarea girocompasului se bazează pe capacitatea giroscopului de a menține aceeași poziție în spațiu, indiferent de rotația cadrului în care este fixat.

Un girobusolă, ca o busolă satelit, arată nordul geografic și este independent de câmpurile magnetice create de părțile vehiculului în care este instalat.

Cea mai bună busolă pentru turism

Pentru turism, trei variante pot fi considerate cele mai potrivite - busole magnetice, electronice și satelit - datorită compactității lor. Cu toate acestea, să ne dăm seama care opțiune este cea mai potrivită pentru o ședere de mai multe zile în sălbăticie în condiții extreme.

Compasele electronice și prin satelit sunt folosite în cele mai recente dispozitive de comunicații - telefoane mobile, smartphone-uri, iPhone-uri, tablete, precum și ceasuri, făcându-le însoțitori constante. omul modern. Aceasta înseamnă că, cu un grad ridicat de probabilitate, un astfel de dispozitiv va fi alături de proprietar dacă acesta intră într-o urgență departe de civilizație. Acesta este un mare avantaj al unor astfel de dispozitive.

Dintre toate dispozitivele pe care o persoană le are mereu la îndemână, primul este un telefon și de multe ori are și un GPS cu funcție de busolă.

in orice caz busolă electronică pierde în fața celui magnetic obișnuit, deoarece pentru a determina aceiași poli magnetici în versiune electronica ai nevoie de o sursă de electricitate, iar dacă se defectează, este puțin probabil ca o busolă electrică să fie reparată în sălbăticie. În același timp, o busolă magnetică simplă nu are nevoie să fie alimentată de curent electric și poate fi realizată rapid din mijloace improvizate.

Ei bine, cum rămâne cu busola satelitului? mijloace moderne comunicații - deși este un lucru necesar, este totuși mai puțin convenabil decât un navigator. Este mai bine să instalați pe telefon nu o busolă, ci un navigator, care nu numai că va orienta proprietarul către direcțiile cardinale, dar va putea și indica locația lui exactă pe hartă.

Întrucât un astfel de dispozitiv funcțional este la îndemână, nu este rațional să te limitezi doar la funcția de busolă de pe el.

Cu toate acestea, chiar și în acest caz, un astfel de ajutor de navigație va avea același dezavantaj ca și o busolă electronică - dependență de electricitate și imposibilitatea reparației în cazul unei avarii. Dar pot apărea deteriorări și din cauza căderii sau udarii telefonului, cu excepția cazului în care este echipat protecţie specială, pe care majoritatea telefoanelor nu au.

Avantajul unui astfel de compas digital constă, de asemenea, în dimensiunea miniaturală și rezistența la deviațiile magnetice.

În plus, în unele cazuri semnalul de la satelit pur și simplu nu va ajunge la dispozitivul de recepție, ceea ce poate duce la o situație de urgență. De exemplu, în peșteri sau catacombe, unde te poți pierde cu ușurință, nu vei putea folosi o busolă prin satelit: nu va fi semnal de la satelit, așadar, din toată varietatea de busole, cea magnetică trebuie să fie pe primul loc, datorită simplității designului său și independenței față de sursa de alimentare.

În continuare, ne vom uita la funcționarea unei busole magnetice - cel mai universal și popular dispozitiv de navigație printre turiști, vânători și alte persoane ale căror activități implică a se afla în mediul natural sălbatic.

Lucrul cu o busolă magnetică

O busolă magnetică ajută la determinarea direcției către nord și sud magnetic, precum și direcția către un obiect selectat în raport cu direcția spre nord - azimut.

Deoarece o busolă magnetică răspunde oricărui câmp magnetic, în cele mai multe cazuri acul său nu îndreaptă spre polii magnetici ai Pământului, despre care am vorbit aici, ci departe de ei.

Acest lucru se datorează în primul rând deviațiilor magnetice, care sunt cauzate de obiectele magnetizate din apropiere.

Singura modalitate de a reduce abaterile magnetice într-o busolă turistică este să fii la o distanță suficientă de obiectele magnetice (de exemplu, un cuțit, telefon mobil sau altă busolă), obiecte (cum ar fi o mașină, un avion sau o navă) și surse electrice (cum ar fi liniile electrice). Deși pe nave maritime abaterile magnetice asociate cu părți ale vasului în sine sunt eliminate folosind sisteme speciale echipat cu magneți.

Există, de asemenea, zone în care liniile câmpului magnetic al Pământului se abat mult de la liniile similare din zonele învecinate. Astfel de zone se numesc anomalii magnetice. Acul busolei „se află” de asemenea în aceste zone.

Este de remarcat faptul că în apropierea polilor geografici ai Pământului, atât în ​​emisfera nordică, cât și în emisfera sudică, în vremea noastră busola poate da erori mari, de până la 180°, adică cea mai mare eroare posibilă ipotetic.

Nu degeaba am spus că este la vremea noastră. Faptul este că locația polului magnetic (atât la sud, cât și la nord) nu este constantă. În primul rând, pe acest moment polii magnetici nu coincid cu locațiile polilor geografici, iar în al doilea rând, locația polilor magnetici se modifică în timp și se mișcă imprevizibil, modificând atât direcția de mișcare, cât și viteza. Prin urmare, nu putem exclude posibilitatea ca mai devreme sau mai târziu, la un moment dat, să coincidă cu poziția unuia dintre polii geografici ai Pământului.

De-a lungul istoriei Pământului, polii magnetici și-au schimbat în mod repetat locația diametral, adică în apropierea polului geografic nord în timpuri diferite existau atât un pol magnetic nord, cât și un pol magnetic sud.

În plus, datorită apropierii polilor geografici de polii magnetici, pot apărea dificultăți în măsurătorile folosind o busolă magnetică din același motiv pentru care apar chiar la polii magnetici.

În punctele de pe suprafața pământului care corespund polilor magnetici ai pământului, o busolă magnetică nu va funcționa, deoarece liniile câmpului magnetic al pământului din aceste zone sunt îndreptate strict vertical. Mai precis, va funcționa, dar numai dacă este întors pe o parte - acul magnetic în acest caz va dura strict pozitie verticala, adică tocmai de-a lungul liniilor magnetice ale Pământului.

Funcționare defectuoasă a busolei

O busolă defectă poate oferi, de asemenea, citiri incorecte, așa că înainte de a pleca într-o călătorie, fiecare dispozitiv pe care îl iei cu tine ar trebui verificat pentru funcționalitate.

Pentru a face acest lucru, un obiect magnetizat, de exemplu un cuțit, este adus pe o parte a busolei până când acul busolei se abate în lateral. După ce obiectul care provoacă deviația magnetică este eliminat, acul ar trebui să revină la poziția anterioară. Același lucru trebuie făcut prin aducerea unui obiect magnetizat din cealaltă parte.

Dacă săgeata revine la locul inițial după toate manipulările, o astfel de busolă va funcționa corect. Dacă nu v-ați întors, atunci nu puteți folosi această busolă: este defectă.

Funcționează o busolă magnetică în afara Pământului?

Multe stele, planete și sateliții lor au un câmp magnetic, dar adesea câmpul magnetic este atât de slab încât nu poate afecta acul unei busole magnetice. Instrumentele mai sensibile detectează chiar și o manifestare atât de nesemnificativă a magnetismului, dar acum nu mai vorbim despre ele.

De exemplu, pe Lună este cel mai probabil imposibil să folosiți o busolă magnetică pentru orientare, deoarece câmpul magnetic al Lunii este foarte slab.

Același lucru este valabil și pentru spațiul cosmic distanta mare din corpurile cerești. Aici, câmpurile magnetice, de regulă, sunt atât de mici încât nu sunt capabile să miște acul busolei magnetice de la locul său.

Ultima afirmație este valabilă doar pentru o busolă magnetică situată departe de o navă spațială care cutreieră întinderile spațiului. Pe ISS, citirile busolei vor depinde în întregime de abaterile magnetice cauzate exclusiv de părți ale stației spațiale în sine.

Pe de altă parte, nu trebuie să uităm că, chiar și pe acele planete în care câmpul magnetic nu este mai mic, sau chiar mai mare, decât pe Pământ, polii magnetici își schimbă periodic locul, iar direcția către polul magnetic, cel mai probabil, nu va coincide cu direcția către polul geografic . În principiu, așa cum am menționat mai devreme, Pământul are aceeași „problemă”, iar faptul că astăzi avem posibilitatea de a folosi o busolă magnetică pentru a determina aproximativ direcția către polii geografici este, s-ar putea spune, doar o coincidență fericită.

Astfel, vorbind despre o busolă magnetică ca principal mijloc de navigație pentru un turist, trebuie să ne amintim mereu despre limitările în funcționarea acesteia, care, din fericire, nu sunt multe. În cele mai multe cazuri, o busolă magnetică, atunci când este utilizată corect, va ajuta oamenii să navigheze în spațiu, dacă au o hartă, îi va ajuta să-și determine locația, precum și să găsească direcția pentru mișcarea ulterioară, inclusiv pentru a ajunge rapid la oameni; o urgență.

Dacă, într-o situație de urgență, o persoană nu are un navigator, o busolă sau obiecte metalice din care ar putea fi făcută una, atunci nu mai rămâne decât să navigheze folosind așa-numita busolă solară -.

Istoria busolei

De peste o mie de ani, busola magnetică a indicat direcția de deplasare pentru majoritatea călătorilor. Astăzi, busola este unul dintre cele mai vechi instrumente de navigație și este încă folosită pe scară largă de căpitanii de nave, piloți, cercetăși și turiști. Dar datorită tehnologiei moderne microelectronice, busola a primit noi domenii de aplicare. Compasele electronice sunt folosite ca dispozitive independente, componente pentru sisteme de navigație cu mai multe elemente și ca încorporateModule receptor GPS . Multe mașini și camioane din întreaga lume sunt echipate cu busole electronice. În ciuda faptului că receptoarele GPS, complete cu o antenă, au precizie ridicată determinând locația lor, nu sunt capabili să-și determine cursul - direcția de mișcare a receptorului în sine sau platforma pe care este instalat. O busolă vine în ajutor în această situație! Când semnalele GSP sunt blocate de tot felul de obstacole fizice, sistem de navigare cu suport GPS poate indica direcția de mișcare ulterioară pe baza datelor primite de la busolă.

Oamenii au avut întotdeauna nevoie să călătorească prin lume - să găsească mâncare, să exploreze și să cucerească noi pământuri și să facă comerț. A ajunge la destinația dorită și a reveni în siguranță a necesitat aplicarea pricepută a cunoștințelor pentru a determina locația curentă și direcția în care să se deplaseze. Anterior, navigatorii erau ghidați de repere de pe sol, de stele sau de poziția Soarelui la amiază, dar pe un teritoriu necunoscut și cu nori grei era destul de problematic să se determine în ce direcție să se deplaseze.

Se crede că chinezii au fost primii care au rezolvat această problemă. Proprietățile magnetice ale magnetitei (piatra magnetizată) erau cunoscute de chinezi cu mai bine de două milenii în urmă. Au produs linguri din magnetit, care, întorcându-se liber, arăta spre sud - direcția „imperială”. Prima mențiune scrisă despre chinezii folosind magnetita ca busolă magnetică a apărut în jurul anului 1000 î.Hr. e. Cel mai probabil, comercianții arabi au adus busola în vest, unde a fost menționat pentru prima dată în 1187 în scrierile călugărului englez Alexander Neckham. Primele busole europene au fost folosite de marinarii italieni care transportau cruciații în Levant. De atunci, busola a devenit principalul dispozitiv de navigație pentru călătorii pe mare, pe uscat sau pe aer.

Acest articol este un mic tutorial despre dispozitivele magnetice electronice, metodele de măsurare a câmpului magnetic al Pământului și capacitățile acestor dispozitive de a completa designul unui receptor GPS.

Busola a rămas în mare parte neschimbată din punct de vedere tehnologic timp de mii de ani, dar apariția electronicii a condus la noi moduri de a determina direcțiile folosind câmpul magnetic al Pământului. Dar înainte de a vorbi despre unele dintre aceste instrumente, să aruncăm o privire rapidă la concepte precum magnetismul, câmpul magnetic al Pământului și modul în care funcționează o busolă tradițională.

Magnetism

Magnetismul face parte din conceptul unei forțe de bază precum electromagnetismul. În 1873, fizicianul scoțian James Clerk Maxwell a publicat o teorie care explica practic toate fenomenele electrice și magnetice. Această teorie descrie modul în care o forță electrică alternativă cauzată de mișcarea particulelor electrice (curent electric) poate crea o forță magnetică (cum se întâmplă, de exemplu, într-un motor electric), iar o forță magnetică alternativă provoacă forta electrica(principiul de funcționare al generatorului). Forțele electrice și magnetice care acționează asupra unei particule încărcate în mișcare variază de obicei în timp și spațiu. În loc să specificăm exact cum variază aceste forțe de la un loc la altul, putem folosi cantități auxiliare care sunt independente de sarcina și viteza particulei. În acest fel putem descrie potențialele perturbații electrice și magnetice, chiar și în absența sarcinii. Aceste mărimi reprezintă câmpul electric ( E ) și câmp magnetic ( B ). Domeniul este simplu cantitate fizica, care ia sensuri diferiteîn diferite puncte din spațiu. Magnetic și câmp electric sunt câmpuri vectoriale deoarece sunt caracterizate atât prin mărime cât și prin direcție. Un câmp poate fi reprezentat printr-o familie de linii de câmp. În orice punct al spațiului, tangenta la linia câmpului este direcția câmpului magnetic într-un punct dat, iar distanța dintre liniile câmpului este caracteristica sa numerică. Cu cât liniile sunt mai aproape una de cealaltă, cu atât câmpul este mai intens. În liceu, cei mai mulți dintre noi am văzut un astfel de câmp când am examinat câmpul magnetic al unui electromagnet de bară folosind pilitură de fier. Dispozitive electrice, minerale care conțin fier, chiar și corpul uman creează câmpuri magnetice. Dar toate aceste câmpuri sunt suprapuse de câmpul Pământului însuși.

Câmp geomagnetic

Câmpul magnetic al Pământului, numit și câmp geomagnetic, provine în principal din învelișul exterior conductiv electric al nucleului. Acolo se formează peste 90% din câmpul geomagnetic. Această parte a câmpului se numește câmpul principal. Pe câmpul principal sunt suprapuse câmpuri suplimentare create de rocile magnetizate din scoarța terestră; câmpuri apărute în afara Pământului din cauza curentului electric din ionosferă și magnetosferă, apărute ca urmare a mișcării ionilor și electronilor; curenții electrici care trec prin scoarța terestră (creați de obicei de diverse câmpuri magnetice externe); și efectele curenților oceanici. Mărimile acestor câmpuri geomagnetice suplimentare variază în timp și spațiu. De exemplu, câmpurile create de curenții din atmosfera superioară ionizată și magnetosferă pot atinge 10% din câmpul principal. Scala de timp a modificărilor în întregul câmp magnetic variază de la fracțiuni de secundă (micropulsări cauzate de proprietățile magnetosferei și ale vântului solar) la milioane de ani (scala de timp pentru o schimbare completă a câmpului principal).

Câmpul magnetic principal al Pământului are grad înalt simetrie. De fapt, este similar cu câmpul care ar exista dacă ar exista o bară uriașă de electromagnet în centrul Pământului. Acest câmp (numit câmp dipol) are o axă de simetrie paralelă cu un astfel de magnet și traversează suprafața Pământului în Arctica la polul geomagnetic nord și în Antarctica la polul geomagnetic sud. Liniile de câmp magnetic provin de la emisfera sudicași reintră pe Pământ în emisfera nordică în așa fel încât polul geomagnetic nordic să fie de fapt polul sud al câmpului dipol. Axa dipolului nu este paralelă cu axa de rotație a Pământului, ci se abate de la aceasta cu 10 grade, astfel încât polii geomagnetici și geografici nu coincid. Polul geomagnetic nord este acum situat lângă insula Ellesmere din Arhipelagul Arctic canadian, iar polul geomagnetic sud este situat la aproximativ 1.000 de kilometri sud de Australia. Spun „acum” pentru că polii se deplasează încet ca urmare a schimbărilor care au loc în câmpul magnetic subiacent al Pământului.

De fapt, câmpul principal este structural mult mai complex decât câmpul dipol. Prin urmare, liniile principale de câmp nu sunt perpendiculare pe polii geomagnetici sau dipol. Liniile de câmp sunt verticale în locații cunoscute sub numele de poli magnetici sau poli magnetici înclinați. Sunt deplasați la sute de kilometri de polii geomagnetici.

În orice punct al spațiului, vectorul câmpului geomagnetic este determinat de următorii parametri: mărimea și direcția, exprimate cu cu ajutorul a trei componente ortogonale în sistemul de coordonate selectat sau folosind un set de parametri asociați. În mod tradițional, direcția vectorului câmpului geomagnetic este determinată de componentele orizontale și verticale din sistemul de coordonate de bază, în care axa x este îndreptată către nordul astronomic sau geografic, axa z este direcționată către nadir (direcția locală). a componentei gravitaționale), iar axa ordonatelor completează sistemul de dreapta. Alternativ, puteți utiliza un sistem de coordonate de referință geodezică și elipsoidul de referință corespunzător.

Unghiul dintre componenta orizontală a vectorului câmpului geomagnetic B iar direcția geografică nord se numește direcție magnetică sau declinație magnetică ( D ). Unghiul dintre B iar planul orizontal se numește înclinare magnetică sau înclinare magnetică ( eu ). Cantitati D Și eu măsurată în grade, o valoare pozitivă pentru D direcția spre est este considerată, și pozitivă pentru eu - direcția în jos. Mărimea sau tensiunea întregului câmp (uneori denumită F ) poate fi împărțit în orizontal ( H ) și vertical ( Z ) componente, așa cum se arată în Fig. 1. La rândul său, componenta orizontală poate fi împărțită în nord ( X ) și de est ( Y ) componente. Aceste componente sunt măsurate în oersteds Oe, dar sunt reprezentate în mod tradițional în nanotesle ( nT) (1 Oe = 10 5 nT). Intensitatea câmpului magnetic al Pământului este de aproximativ 25.000 până la 65.000 nT (0,25-0,65 Oe). (Consultați Tabelul 1 pentru alte intensități ale câmpului magnetic).

Tabelul 1. Puterile comparative ale diferitelor câmpuri magnetice.

Modele ale câmpului magnetic al Pământului

Câmpul magnetic subiacent al Pământului poate fi modelat matematic. În prezent, principalele modele sunt Câmpul de bază Geometric Internațional (IGBP) și Câmpul Magnetic Mondial (WMF). IGBP a fost calculat de un grup de cercetători de la Asociația Internațională de Geomagnetism și Aeronomie. MGBP modelează câmpul și evoluția lui de-a lungul a 100 de ani folosind o serie de coeficienți armonici sferici (numiți coeficienți Gauss după omul de știință german Carl Friedrich Gauss, care a dezvoltat aceasta metoda pentru studiul geomagnetismului) cu o extindere în serie trunchiată a funcției potențial geomagnetic și a derivatei sale în timp. Câmpul magnetic este gradientul acestui potențial. Acești coeficienți sunt calculați pe baza măsurătorilor multiple ale câmpului magnetic din diferite locații din lume și din observații prin satelit. Parametrii MGPB sunt actualizați la fiecare cinci ani, modelul actual cunoscut sub numele de „MGPB 2000”. Valorile câmpului magnetic înainte de 2000 pot fi calculate folosind interpolare liniară folosind valori de la modelele anterioare sau actualizările acestora. Din 2000 până în 2005, valorile sunt calculate folosind coeficienții anului 2000 și modificările lor seculare. Coeficienții de permafrost din 2000 până în 2005 au fost produși în comun de British Geological Survey și US Geological Survey, în colaborare cu British Hydrographic Survey și US National Ordnance Survey. Model matematic MMP este similar cu cel utilizat în MGBP.

În fig. Figura 2 prezintă rezultatul utilizării unui dispozitiv cu date MMF care funcționează într-un mod digital autonom. Dacă calculezi declinația pentru tot glob, apoi puteți construi o hartă cu contururi trasate ale declinațiilor magnetice (izogoane), a cărei probă este prezentată în Fig. 3.

Aceste modele de câmp magnetic iau în considerare doar oscilațiile spațiale de unde lungi create în miezul pământului. Ele nu folosesc oscilații cu unde medii și scurte create în mantaua și scoarța terestră. În consecință, pot exista erori în declinații și pante de mai multe grade în diferite locuri de pe suprafața Pământului (în principal pe uscat, de-a lungul marginilor continentelor, peste munți și bazine mari). De altfel, pe alocuri, din cauza formațiunilor geologice, erorile de declinare și pantă pot ajunge sau chiar depăși 50 de grade! Cu toate acestea, pe suprafața oceanului, eroarea pătratică medie a abaterii de la model (în perioada de timp corespunzătoare) este de aproximativ 0,5 grade.

ÎN software Majoritatea receptoarelor GPS au parametri MGB sau MMP încorporați pentru a converti direcțiile și direcțiile reale în unele magnetice. Acuratețea traducerii depinde de erorile inerente ale modelelor și dacă acestea sunt utilizate în perioada pentru care au fost concepute. În cele din urmă, datele modelului devin depășite și erorile cresc până când noi parametri sunt introduși în receptor, inclusiv date dintr-un model actualizat sau corecții introduse chiar de utilizator.

Busolă tradițională

Deci, cum funcționează o busolă tradițională? O busolă este pur și simplu un ac magnetizat care se rotește pe o tijă cu frecare redusă care îi permite să se rotească liber în planul său. Când se folosește o busolă, acul ia o astfel de poziție încât planul său devine paralel cu liniile câmpului magnetic situate în imediata apropiere a acestuia. Dacă instalați acul în așa fel încât să se poată roti liber în planurile orizontale și verticale, atunci direcția în care punctele acului va arăta atât declinația, cât și panta câmpului geomagnetic local. Pentru ca acul să rămână înăuntru pozitie orizontala(deci va indica cu exactitate direcția către polul magnetic nord), este de obicei echilibrat special pentru caracteristicile câmpului magnetic al regiunii în care va fi folosită busola. Unii producători echilibrează busola pentru una dintre cele cinci regiuni existente ale Pământului, dar modelele cu echilibrare globală specială pot fi utilizate în întreaga lume. În mod obișnuit, o busolă cu ac este umplută cu lichid (un amestec de apă cu alcool sau ulei rafinat) pentru a putea opri mișcarea acului și a împiedica oscilarea acestuia atunci când se deplasează cu busola.

Busole electronice

În prezent, în multe sisteme, dispozitivele electronice înlocuiesc tehnologia acelor magnetizate îmbătrânite, ale cărei citiri sunt adesea eronate din cauza unor factori externi precum vibrația, înclinarea, accelerația, precum și câmpurile magnetice externe pe care le-am menționat deja. În plus, o busolă tradițională este dificil de adaptat la citirea digitală sau interfata calculatorului, și, prin urmare, dificil de implementat într-un sistem de navigație.

Majoritatea busolelor electronice se bazează pe senzori numiți magnetometre. Un magnetometru este un dispozitiv pentru măsurarea intensității uneia sau mai multor componente ale câmpului magnetic al Pământului. Acest dispozitiv, la fel ca o busolă tradițională, este un dispozitiv analogic, care răspunde liniar sau neliniar la modificările câmpului magnetic în care se află. Impulsurile sale pot fi convertite astfel încât să poată fi introduse într-un microprocesor. La început, magnetometrele și electronicele aferente au fost foarte voluminoase, dar datorită progreselor în tehnologia semiconductoarelor, au devenit atât de mici încât unele sunt acum chiar încorporate în circuite integrate.

O busolă electronică tipică este creată prin montarea a două magnetometre la unghiurile corecte pe un suport orizontal plat. Fiecare senzor măsoară una dintre componentele câmpului orizontal - de-a lungul axei x a suportului și de-a lungul axei y. Dacă scriem aceste componente ca B x și B y, atunci unghiul dintre axa x și direcția câmpului orizontal (îndreptat către polul magnetic nord) va fi egal cu:

(1)

Nota 1: Determinați direcția necesară.

Direcția este unghiul orizontal dintre o linie dreaptă care leagă un punct de altul și direcția inițială (de obicei nord), măsurată în sensul acelor de ceasornic de la 0 la 360 de grade. Direcția inițială poate fi direcția spre nordul geografic sau polul magnetic, direcția spre nord de-a lungul grilei de coordonate de pe hartă sau poate fi pur și simplu o direcție aleasă aleatoriu. Direcția geografică se referă la unghiul măsurat de la direcția către polul geografic nord. Direcția busolei este unghiul măsurat de la direcția către polul magnetic nord, determinat de o busolă tradițională având în vedere deviația existentă. Dacă corectăm declinația magnetică în direcția busolei, obținem direcția magnetică. Direcțiile magnetice și geografice diferă din cauza declinației, iar dacă aceasta este cunoscută, atunci una poate fi obținută din cealaltă. Direcția poate raporta și de la sistem de coordonate, folosit pe hărți sau diagrame. Direcția grilei este măsurată din direcția liniilor verticale ale grilei (pentru hărțile unde nordul este „în sus”).

În prezent, proiecția universală transversală cilindrică Mercator (UTCPM) este utilizată pe scară largă ca sistem de coordonate pentru hărți. În această proiecție, direcția spre nord de-a lungul grilei de coordonate coincide cu direcția către polul geografic nord, situat în centrul fiecărei zone de șase grade a UOCPM. Direcția sa se schimbă pe fiecare parte a meridianului central deoarece grila dreptunghiulară nu reflectă convergența meridianelor la poli. Hărțile indică adesea relația dintre direcțiile către nordul geografic și polii magnetici, ceea ce permite conversia unui tip la altul. Majoritatea receptoarelor GPS pot afișa nordul geografic, magnetic sau direcția de grilă folosind informațiile stocate de declinare, parametrii de grilă stocați și valorile de referință.

Uneori, indicațiile sunt date la intervale de la 0 la 90 sau de la 0 la 180 de grade. În acest caz, trebuie indicat segmentul sau direcția corespunzătoare. De exemplu, direcția C40°W înseamnă 40 de grade vest de nord, ceea ce este echivalent cu 320 de grade. Direcția poate fi, de asemenea, exprimată în milimetri, așa cum este adesea folosit de armata americană. Mil se bazează pe radiani. Cu toate acestea, un cerc conține aproximativ 6,283 miliradiani, ceea ce este un număr destul de ciudat, iar un mil este de obicei considerat egal cu 1/6400 dintr-un cerc. Direcția poate fi măsurată și în grade (foarte frecvente în Europa). Un grad este egal cu 1/100 dintr-un unghi drept sau, cu alte cuvinte, un cerc este format din 400 de grade.

Termenul azimut este adesea folosit ca sinonim pentru direcție. Cu toate acestea, unii navigatori experimentați preferă să folosească termenul azimut pentru a descrie locația unui obiect astronomic pe sfera cerească și cuvântul direcție pentru obiectele terestre.

Direcția orizontală în care se mișcă orice corp fizic (sau direcția intenționată), exprimată printr-o valoare unghiulară măsurată în direcția săgeții, începând din nord, se numește îndreptare. Cu alte cuvinte, aceasta este direcția sau azimutul liniei drepte de-a lungul căreia se mișcă corpul. În marina, aceasta înseamnă direcția de mișcare de-a lungul suprafeței apei, indiferent de curent. Direcția relativă la sol se numește unghiul de traseu. Cu toate acestea, termenii curs și unghiul pistei(cale) sunt de obicei folosite în mod interschimbabil în special în navigația aeriană și terestră. Cursul poate fi geografic, magnetic, busolă sau grilă în funcție de alegerea direcției inițiale.

În navigare, termenii curs și rută sunt utilizați pentru a specifica fie calea reală, fie calea dorită. Pentru a elimina această ambiguitate, termenii cursul a fost finalizat bineȘi traseul a mers bine sunt folosite pentru a descrie direcția de la o locație anterioară la locația actuală actuală. Încă o dată, subliniem că acești termeni pot fi adesea folosiți interschimbabil, ceea ce ignoră mișcarea aerului sau a apei prin care se deplasează vasul. Al treilea termen, cursul solului, este de asemenea folosit uneori pentru a descrie direcția curentă de mișcare a unui corp. Rețineți că acești termeni nu coincid neapărat cu conceptul de direcție în care se află în prezent corpul. Din cauza vântului sau a curenților, platforma poate fi înclinată față de traseul dorit.

Mai multe tipuri diferite de magnetometre funcționează pe principii diferite. Voi descrie pe scurt cele mai comune patru tipuri: magnetometre fluxgate, senzori cu efect Hall, senzori magnetoinductivi și senzori magnetorezistivi.

Tehnologia Fluxgate

Produsele Fluxgate sunt, în esență, transformatoare cu un miez de aliaj ale căror cristale magnetice sunt ușor orientate în linie (de exemplu, aliajul permalaj de nichel-fier). Dacă curentul din firul de plumb (numit înfășurare de polarizare sau înfășurare de plumb) se modifică, curentul din înfășurarea suplimentară (înfășurarea senzorului) se va modifica în conformitate cu câmpul magnetic din jur. Principiul de bază al măsurării unui astfel de câmp este de a compara curentul din înfășurarea de antrenare necesar pentru a satura miezul într-o direcție cu curentul necesar pentru a-l satura în direcția opusă. Diferența este determinată de câmpul înconjurător.

Miezul acestui tip de dispozitiv poate fi sub forma unei tije sau a unui miez toroidal. În cazul unei tije, înfășurările de antrenare și senzorul sunt înfășurate unul lângă celălalt sau unul deasupra celuilalt, iar senzorul răspunde la un câmp situat de-a lungul tijei. Se poate folosi și un miez toroidal. Acest lucru vă va permite să măsurați două componente de câmp ortogonale (axă dublă) prin înfășurarea a două bobine de senzor in afara miezuri în unghi drept unul față de celălalt.

Victor Vaquier a inventat un astfel de magnetometru în anii 1930 în timp ce lucra la Gulf Research Laboratories. Instrumentul său inovator a condus la utilizarea magnetometrelor într-o serie de aplicații, inclusiv explorarea geofizică pentru minerale și hidrocarburi, detectarea submarinelor și monitorizarea și cartografierea câmpului magnetic al Pământului folosind senzori de la sol, avioane și sateliți.

Pentru a crea o busolă, aveți nevoie de un senzor „fluxgate” cu două axe. O înfășurare a senzorului detectează componenta câmpului Pământului de-a lungul unei axe (să-i spunem axa x), iar cealaltă detectează componenta de-a lungul axei y. Unghiul dintre direcția polului nord magnetic și axa x este egal cu arctangentei valorii y împărțit la valoarea x (vezi ecuația 1). Evident, senzorul fluxgate trebuie să fie în poziție orizontală pentru a definiție precisă directii. Orice vibrație a traductorului care poate apărea pe o navă cu vele va reduce semnificativ precizia acestuia. Pentru a preveni pierderea preciziei, înclinările senzorului trebuie compensate, de exemplu prin intermediul articulațiilor universale, astfel încât acesta să rămână întotdeauna în poziție orizontală. Ambii senzori „fluxgate” fix și cardanți sunt în prezent disponibili comercial, la fel ca modulele de busolă complet formate. Unele modele au o ieșire a Asociației Naționale de Electronică Marină standard pentru ieșirea datelor digitale.

O busolă insensibilă la vibrații poate fi creată dintr-un senzor „fluxgate” cu trei axe combinat cu un inclinometru electronic. Acest tip de busolă nu are părți în mișcare și este cunoscut sub numele de busolă rezistentă la vibrații.

Senzor cu efect Hall

În 1879 Edwin Hall, pe când era student la Universitate. Johns Hopkins, a descoperit că, dacă curentul trece printr-un fir subțire într-un câmp magnetic, apare o tensiune mică pe conductor. Acest fenomen nu a fost altceva decât o simplă curiozitate științifică până când dezvoltarea semiconductorilor a făcut posibilă crearea de circuite integrate cu efect Hall cu tranzistoare pentru a amplifica un semnal slab de tensiune. Circuitele integrate au inclus și circuite pentru a reduce abaterea semnalului din cauza schimbărilor de temperatură, tensiune de linie și alți factori.

În prezent există mai multe dispozitive electronice bazate pe efectul Hall, inclusiv Tipuri variateîntrerupătoare și senzori liniari. Când un comutator cu efect Hall este expus unui câmp magnetic cu polaritatea corectă care depășește pragul său de funcționare, tranzistorul de ieșire pornește, permițând curentului să circule prin el. Când tensiunea câmpului scade la un prag, tranzistorul se oprește.

O busolă electronică simplă, care poate determina direcțiile cardinale și sferturi, poate fi creată prin plasarea a patru comutatoare cu efect Hall într-un cerc în jurul unui mic ac magnetizat care se rotește liber. Când acul este îndreptat spre unul dintre comutatoare, tranzistorul acestuia se pornește, permițând curentului să curgă și pornind un LED montat deasupra acestuia, care arată direcția sau cursul. Dacă acul se oprește la mijloc între două întrerupătoare, atunci ambele LED-uri se aprind. Aceasta indică direcția sfertului de loxadă. Compasele mai precise necesită senzori liniari cu efect Hall cu o tensiune de ieșire care se potrivește îndeaproape cu schimbările din câmpul magnetic din jur. În repaus (în absența unui câmp magnetic), semnalul de ieșire ar trebui să fie în mod ideal egal cu jumătate din tensiunea rețelei împărțită la tensiune de operareși diferența de temperatură a dispozitivului. Pe măsură ce câmpul magnetic al polului sud crește, tensiunea de ieșire va crește în comparație cu starea de repaus. În schimb, pe măsură ce câmpul magnetic al polului nord crește, tensiunea de ieșire va scădea în comparație cu starea de repaus. O pereche de senzori, amplasați perpendicular pe un plan orizontal, pot determina direcția în care un ac magnetizat o îndreaptă cu o precizie de câteva grade.

Senzor magnetoinductiv

Un magnetometru magnetic inductiv măsoară câmpul magnetic prin efectul său asupra inductanței unei bobine de sârmă sau solenoid. Bobina este utilizată ca element inductiv în inductorul/rezistorul oscilatorului discontinuu (generator de relaxare). Pe măsură ce câmpul înconjurător se modifică, se modifică și inductanța bobinei. Aceasta, la rândul său, modifică frecvența oscilatorului, care poate fi măsurată prin puterea componentei câmpului paralelă cu axa bobinei. Senzorii magnetoinductivi au apărut relativ recent, primul brevet pentru ei a fost eliberat în 1989.

La fel ca în alte tipuri senzori magnetici, pentru a determina direcția în plan orizontal și, prin urmare, direcția către polul magnetic nord, este necesar să se fixeze doi astfel de senzori perpendiculari unul pe celălalt pe planul orizontal. Senzorul cu două axe poate fi montat folosind un cardan pentru a-l menține în poziție orizontală, iar senzorul cu trei axe poate fi folosit împreună cu un inclinometru. În prezent, multe busole auto sunt fabricate pe baza senzorilor magnetici inductivi.

Senzor magnetorezistiv

Senzorii magnetorezistivi anizotropi (AMR) sunt rezistențe speciale realizate dintr-o peliculă subțire de permalloy plasată pe o placă de siliciu. În timpul producției lor, filmul este plasat într-un câmp magnetic puternic pentru a orienta zonele magnetice în aceeași direcție, determinând astfel direcția vectorului de magnetizare. Apoi, atunci când este expus unui câmp magnetic extern perpendicular pe film, vectorul de magnetizare începe să se rotească sau să schimbe unghiul. Aceasta, la rândul său, schimbă rezistența filmului. Dacă porniți dispozitivul AMP în schema electrica cum ar fi un pod Wheatstone, atunci o schimbare a rezistenței poate fi detectată printr-o schimbare a tensiunii și apoi poate fi calculată puterea câmpului magnetic aplicat. În 1856, William Thompson și Lord Kelvin au descris pentru prima dată efectul magnetorezistiv.

Senzorii magnetorezistivi cu una, două sau trei axe pot avea dimensiuni foarte miniaturale. De exemplu, un senzor cu trei axe poate fi produs cu o suprafață de bază de 2,8 mm pe 8,1 mm și o înălțime de 4,0 mm. Astfel de senzori cu tranzistori de putere redusă pot fi produși fie separat, fie încorporați în alte produse. Când sunt calibrate corespunzător, busolele electronice cu senzori magnetorezistivi pot atinge o precizie mai mare de un grad. Busole încorporate în unele Receptoare GPS se bazează pe această tehnologie.

Calibrarea busolelor

Busola răspunde la suma vectorială a câmpului magnetic al Pământului și a tuturor câmpurilor suprapuse pe acesta. În funcție de puterea acestuia din urmă, precizia busolei este redusă semnificativ. Magnetismul indus în aliajele feroase, cum ar fi fierul sau oțelul („fier moale”) în apropierea busolei afectează câmpul magnetic din jur, la fel ca și obiectele cu magnetism rezidual („fier dur”). Chiar și difuzoarele de mașină și descărcarea statică de la îmbrăcămintea din nailon pot afecta precizia busolei. Prin urmare, direcția pe care o indică busola se numește busola nord și, în general, este diferită de direcția polului nord magnetic. Această diferență de grade se numește deviație magnetică a busolei. Dacă efectul câmpului suprapus este constant, atunci busola poate fi ajustată sau calibrată pentru a ține cont de influența acestui câmp.

O busolă tradițională fixată pe o platformă (cum ar fi o navă) poate fi ajustată pentru a compensa deviația magnetică. Acest lucru necesită plasarea de magneți mici și/sau bucăți de material feros în anumite locații din jurul busolei. Configurarea busolei în acest fel poate fi dificilă și consumatoare de timp. De asemenea, busola poate fi calibrată cu ușurință prin simpla observare a erorilor busolei într-un număr de direcții cunoscute anterior. Această metodă se numește „oscilația busolei”. Compasele electronice trebuie, de asemenea, calibrate pentru a corecta abaterile și altele posibile erori precum factorul de scară și erorile de dezaliniere. Deși metoda „bătuțului busolei” poate fi folosită și pentru calibrarea busolelor electronice, există câteva dezavantaje majore. În primul rând, această metodă necesită cunoașterea în avans a direcțiilor exacte, care este posibil să nu fie întotdeauna ușor disponibile. În al doilea rând, abaterea depinde parțial de intensitatea câmpului geomagnetic local. Dacă calibrarea este efectuată la un loc, este posibil să nu fie acceptabilă în altul. În al treilea rând, această metodă nu este potrivită dacă busola electronică constă din trei senzori ortogonali.

Cercetătorii de la Universitatea Stanford au dezvoltat metoda alternativa, care nu depinde de direcția suportului busolei și de locația obiectului. Metoda de calibrare se bazează pe faptul că toate punctele în care măsurătorile sunt fără erori, cu doi senzori montați perpendicular, formează un cerc. Astfel, atunci când modulul cu senzori este rotit într-un cerc, semnalul de ieșire al ambilor senzori ar trebui să fie o undă sinusoidală de aceeași mărime, iar faza unui semnal de ieșire ar trebui să difere de faza celuilalt cu 90 de grade. Dacă B H este mărimea componentei orizontale a câmpului geomagnetic, B X Și B y , - componente orizontale din sistemul de referință asociate cu purtătorul de busolă, de exemplu, o mașină și Y- direcția mașinii, atunci

Aceasta este ecuația unui cerc cu centrul la originea sistemului de coordonate convențional al suportului. Raza cercului este egală cu componenta orizontală a câmpului geomagnetic local. De obicei, poate fi calculat folosind unul dintre modelele de câmp globale. Influența abaterilor și a altor erori va modifica cercul, schimbându-i forma și/sau locația centrului acestuia.

Influența elementelor „fier dur” adaugă o constantă mărimii câmpului de-a lungul fiecărei axe a semnalului de ieșire al senzorului, ceea ce duce la o deplasare a centrului cercului, în timp ce influența „fierului moale” și erorile de scară dintre senzori transformă cercul într-o elipsă. Rezultatul final este o elipsă decentrată, reprezentată de ecuația:

Unde B X Și B y - acestea sunt semnalele de ieșire ale senzorilor, d B X Și d B y sunt deplasările câmpului geomagnetic cauzate de influența „fierului dur”, iar s x și s y sunt factori de scalare pentru a lua în considerare erorile de scalare a senzorului și influența „fierului moale”. Se presupune că nu există nicio eroare de aliniere a senzorului (senzorii sunt ortogonali și situați în plan orizontal). Dacă apare o astfel de eroare, elipsa se va roti astfel încât axele sale să nu fie paralele cu axele x și y atașate corpului. Ecuația 3 conține patru mărimi necunoscute. Aceste mărimi pot fi calculate folosind neliniare metoda matematica, folosind măsurători obținute prin rotirea modulului cu senzori în plan orizontal. Nu este necesar să rotiți modulul cu 360 de grade, dar cu cât segmentul de testare al elipsei este mai mare, cu atât influența zgomotului de măsurare este mai mică. În practică, în funcție de sensibilitatea modulului, poate fi nevoie de una sau două rotații complete pentru a calibra corect busola. După un calcul, valorile parametrilor pot fi stocate în memorie și utilizate pentru a corecta măsurătorile ulterioare ale busolei.

De obicei, aceasta sau o altă metodă de calibrare este inclusă în controlerul cu microprocesor al modulelor de busolă comerciale, precum și în Receptoare GPS cu busolă încorporată. Pentru un anumit instrument, se recomandă efectuarea calibrării departe de obiecte metalice. În acest caz, va fi necesar să se ia în considerare doar scalarea și influența magnetică a carcasei în sine.

Calibrarea poate fi aplicată și la sistemele cu trei senzori ortogonali unul față de celălalt. În acest caz, se calculează parametrii elipsoidului, iar modulul cu senzori trebuie să se rotească atât în ​​plan orizontal, cât și în plan vertical.

Unele busole electronice au o funcție de autocalibrare. Un mic câmp magnetic este creat în interiorul dispozitivului și se modifică sub controlul procesorului. Răspunsul la modificările câmpului este folosit pentru a calibra busola.

Busolele electronice în receptoarele GPS

receptor GPS poate determina date precise despre locația și viteza sa, iar din vectorul viteză poate determina direcția mișcării sale, numită curs sau traseu. Precizia cu care receptorul își determină direcția depinde de valoarea vitezei sale, iar la viteze care depășesc 10 km pe oră, eroarea este de obicei mai mică de un grad!

Un receptor GPS echipat cu o antenă nu este capabil să determine direcția de mișcare. Cu toate acestea, o busolă poate furniza astfel de informații și, așa cum am menționat mai devreme, unele receptoare GPS sunt proiectate cu busole electronice (de obicei cu un senzor cu două axe). Unele receptoare sunt echipate cu senzori cu trei axe, ceea ce vă permite să obțineți direcții destul de precise chiar și în cazul unei înclinări ușoare.

După cum am menționat mai sus, software-ul încorporat într-un receptor GPS conține parametrii unui model al câmpului geomagnetic principal al Pământului, indiferent dacă receptorul însuși conține o busolă electronică, cu ajutorul căreia poate calcula valoarea abaterii de la poziția sa actuală. Astfel, receptorul poate calcula atât direcția geografică (adevărată), cât și direcția magnetică.

Busola receptorului GPS vă permite să utilizați o tehnică de navigare cunoscută sub numele de „saw and go”. Ecranul receptorului afișează un cerc de busolă cu un indicator. Ținând receptorul orizontal la nivelul ochilor, utilizatorul aliniază două semne pe corpul receptorului, aliniază indicatorul cu un obiect îndepărtat și îi indică receptorului să „blocheze” în direcția selectată. Receptorul actualizează apoi în mod continuu informațiile de direcție către obiect pe măsură ce utilizatorul se deplasează pe o cale aleatorie către obiect.

De obicei, modulul busolei din receptorul GPS este oprit pentru a economisi energie. Receptorul poate fi configurat și astfel încât atunci când atinge o anumită viteză (de exemplu, 5 sau 10 km pe oră), afișajul său să treacă de la o direcție busolă la o direcție calculată chiar de receptorul GPS. Opțiunile pot fi setate astfel încât receptorul să revină la direcția busolei atunci când viteza rămâne sub un anumit prag pentru un număr predefinit de secunde.

Un receptor GPS cu o singură frecvență trebuie să aibă, de asemenea, anumite cunoștințe despre câmpul geomagnetic pentru a calcula o estimare a întârzierii Semnale GPS pe măsură ce trec prin ionosferă. Așa-numitul model de transmisie a semnalului necesită cunoașterea latitudinii geomagnetice a punctului de intersecție a vectorului offset satelit GPSși un strat care conține electroni ionosferici. Latitudinea geomagnetică este calculată cu suficientă precizie folosind formula

unde f i și l i sunt latitudinea și longitudinea geomagnetică a punctului de intersecție cu ionosfera. Această conversie se bazează pe datele câmpului dipol care datează de la mijlocul anilor 1900.

Concluzie

În timp ce milioane de receptoare GPS sunt folosite în întreaga lume, venerabila busolă rămâne încă un instrument de navigație esențial. Indiferent dacă se folosește o busolă simplă cu ac sau o busolă electronică încorporată în receptor, utilizatorii GPS vor putea întotdeauna să-și determine locația atât în ​​timp ce se deplasează, cât și într-o poziție staționară.

Mulțumiri

Figura 3 a fost furnizată de Programul geomagnetic USGS și este disponibilă pe site-ul lor, împreună cu multe alte informații despre geomagnetism. http://geomag.usgs.gov.

„Inovație” este o rubrică obișnuită Revista GPSWorld , dedicat discutării despre cele mai recente progrese în tehnologia GPS și aplicațiile acesteia, precum și despre elementele de bază ale poziționării GPS. Coloana este editată de Richard Langley de la Departamentul de Geodezie și Inginerie Geomagnetică de la Universitatea din New Brunswick.

43.512 RUB

Garmin Astro 320 cu guler DC50

Program de navigare- Garmin. Cu capacitatea de a calcula traseul. Cu slot SD. Display LCD - color. Cu posibilitatea de a descărca hărți. CU Busola magnetică . Cu carcasă impermeabilă. Tip antenă - încorporată. Diagonala ecranului 2,6 inchi. Cu iluminare de fundal a ecranului. Tip navigator: portabil. Greutate: 185 g Dimensiuni 61x160x36 mm.

Cumpără V magazin online MobiSmart.ru

recenzie videofotografie

18.280 RUB

Garmin GPSMAP 78

Iluminarea ecranului. Cu volum memorie cu acces aleator 1740 MB. Cu diagonala ecranului de 2,6". Program de navigare - Garmin. Slot SD. Tip navigator - portabil. Busola magnetică. Se încarcă hărți. Display LCD - color. Carcasa impermeabila. Calculul rutei. Tip antenă - încorporată. Cu latime: 66 mm. Cu inaltime: 152 mm. Cu grosimea: 30 mm. Cu greutate: 218 g.

Cumpără V magazin online Nuvi

recenzie videofotografierecenzii

13.190 RUB

Garmin eTrex 20X S R S R R S S S R R R R R R R R R RN R R S S R RN "R R S R R R R R S S R R R R R R R R R R

Cu capacitatea de a calcula traseul. Cu iluminare de fundal a ecranului. Program de navigare - Garmin. Cu posibilitatea de a descărca hărți. Cu busolă magnetică. Diagonala ecranului 2,2 inchi. Tip antenă - încorporată. Cu funcție Track-Back. Tip navigator: portabil. Display LCD - color. Cu suport GLONASS. Cu slot SD. sistem de operare- Windows CE. Cu carcasă impermeabilă. Cantitatea RAM este de 1740 MB. Greutate: 140 g Dimensiuni 54x103x33 mm.

Cumpără V magazin online Nuvi

recenzie videofotografie

16.890 RUB

Garmin eTrex 30X S R S R R S S S R R R R R R R R R R N R R S S R R N "R R S R R R R R S S R R R R R R R R R R "

Calculul rutei. Se încarcă hărți. Suport GLONASS. Display LCD - color. Carcasa impermeabila. Tip navigator - portabil. Busola magnetică. Tip antenă - încorporată. Cu o diagonală a afișajului de 2.2". Slot SD. Cu o capacitate RAM de 1740 MB. Program de navigare - Garmin. Iluminare de fundal a ecranului. Cu lățime: 54 mm. Cu înălțime: 103 mm. Cu grosime: 33 mm. Cu greutate: 141 g .

V magazin online Nuvi

recenzie videofotografie

22.975 RUB

Garmin GPSMAP 78s Rusia

Cu capacitatea de a calcula traseul. Cu slot SD. Cantitatea RAM este de 1740 MB. Cu busolă magnetică. Diagonala ecranului 2,6 inchi. Tip navigator: portabil. Cu carcasă impermeabilă. Program de navigare - Garmin. Tip antenă - încorporată. Cu posibilitatea de a descărca hărți. Cu iluminare de fundal a ecranului. Display LCD - color. Cu inaltime: 152 mm. Cu grosimea: 30 mm. Cu latime: 66 mm. Cu greutate: 218 g.

V magazin online Nuvi

recenzie videofotografierecenzii

26.090 RUB

Garmin GPSMAP 64st Rus

Se încarcă hărți. Tip navigator - portabil. Calculul rutei. Cu diagonala ecranului de 2,6". Program de navigare - Garmin. Carcasa rezistenta la apa. Busola magnetică. Sistem de operare - Windows CE. Iluminarea ecranului. Suport GLONASS. Slot SD. Display LCD - color. Tip antenă - încorporată. Grosime: 36 mm. Latime: 61 mm. Inaltime: 160 mm. Greutate: 260 g.

V magazin online Nuvi

recenzie videofotografie

19.790 RUB

Garmin GPSMAP 64 Rus

Program de navigare - Garmin. Cu suport GLONASS. Sistem de operare - Windows CE. Tip antenă - încorporată. Cu iluminare de fundal a ecranului. Cu carcasă impermeabilă. Cu busolă magnetică. Diagonala ecranului 2,6 inchi. Tip navigator - portabil. Display LCD - color. Cu capacitatea de a calcula traseul. Cu posibilitatea de a descărca hărți. Cu slot SD. Cu inaltime: 160 mm. Cu latime: 61 mm. Cu grosime: 36 mm. Cu greutate: 260 g.

V magazin online Nuvi

recenzie videofotografie

27.390 RUB

Navigator Garmin GPSMAP 64 ST Rusia (gri)

Cu diagonala ecranului de 2,6". Tip antenă - încorporată. Suport GLONASS. Tip navigator - portabil. Busola magnetică. Display LCD - color. Carcasa impermeabila. Sistem de operare - Windows CE. Calculul rutei. Slot SD. Se încarcă hărți. Program de navigare - Garmin. Iluminarea ecranului. Cu grosime: 36 mm. Cu latime: 61 mm. Cu inaltime: 160 mm. Cu greutate: 260 g.

V magazin online Holodilnik.ru

recenzie videofotografie

13.190 RUB

Garmin eTrex 20x (dealer oficial la Moscova) 010-01508-01

Cu iluminare de fundal a ecranului. Program de navigare - Garmin. Sistem de operare - Windows CE. Cu suport GLONASS. Cu carcasă impermeabilă. Cu posibilitatea de a descărca hărți. Cu busolă magnetică. Display LCD - color. Cantitatea RAM este de 1740 MB. Diagonala ecranului 2,2 inchi. Cu slot SD. Tip antenă - încorporată. Cu capacitatea de a calcula traseul. Cu funcție Track-Back. Tip navigator - portabil. Greutate: 140 g Dimensiuni 54x103x33 mm.

V magazin online topradar.ru

împrumut posibil

recenzie videofotografie

13.190 RUB

33% 19.802 RUB

Garmin eTrex 20x Glonass - GPS cu harta drumurilor rusești. RF. TOPO

Display LCD - color. Se încarcă hărți. Program de navigare - Garmin. Sistem de operare - Windows CE. Calculul rutei. Carcasa impermeabila. Busola magnetică. Tip antenă - încorporată. Cu o diagonală a afișajului de 2.2". Slot SD. Cu o capacitate RAM de 1740 MB. Funcție Track-Back. Iluminare ecran. Suport GLONASS. Tip navigator - portabil. Lățime: 54 mm. Grosime: 33 mm. Înălțime: 103 mm. Cu greutate: 140 g.

V magazin online Garmin

recenzie videofotografie

16.890 RUB

Portabil Navigator Garmin eTrex 30x GPS-Glonass Rusia 010-01508-11 (gri/negru)

Display LCD - color. Diagonala ecranului 2,2 inchi. Cantitatea RAM este de 1740 MB. Cu carcasă impermeabilă. Tip antenă - încorporată. Cu capacitatea de a calcula traseul. Cu busolă magnetică. Cu slot SD. Cu iluminare de fundal a ecranului. Program de navigare - Garmin. Cu suport GLONASS. Cu posibilitatea de a descărca hărți. Tip navigator - portabil. Cu latime: 54 mm. Cu grosime: 33 mm. Cu inaltime: 103 mm. Cu greutate: 141 g.

V magazin online icover.ru

recenzie videofotografie

1.250 de ruble.

Husă de transport Garmin pentru Dakota 10/20

Slot SD Display LCD - color. Carcasa impermeabila. Cu o diagonală a ecranului de 2,6". Calculul rutei. Afișaj LCD tactil. Cu 850 MB de RAM. Busola magnetică. Se încarcă hărți. Tip antenă - încorporată. Computer de călătorie. Program de navigare - Garmin. Iluminarea ecranului. Tip navigator - portabil. Inaltime: 100 mm. Grosime: 33 mm. Latime: 55 mm. Greutate: 190 g.

V magazin online KLEV.SU