Магнитный компас и система GPS

Автор: Richard B. Langley

История появления компаса

На протяжении более тысячи лет магнитный компас указывал направление движения для большинства путешественников. В настоящее время компас является одним из старейших навигационных приборов и все еще широко используется капитанами кораблей, пилотами, бойскаутами и туристами. Но благодаря современной микроэлектронной технологии, компас получил новые области применения. Электронные компаса используются как самостоятельные устройства, компоненты к многоэлементным навигационным системам и в качестве встроенных модулей GPS приемников. Многие легковые и грузовые машины по всему миру оснащаются электронными компасами. Несмотря на то, что GPS приемники в комплекте с одной антенной обладают высокой точностью определения своего местоположения, они не в состоянии определить свой курс – направление движения самого приемника или платформы, на которой он установлен. На помощь в данной ситуации приходит компас! Когда GSP сигналы блокируются всевозможными физическими препятствиями, навигационная система с поддержкой GPS может указать направление для дальнейшего движения на основании данных, полученных от компаса.

Людям всегда необходимо было путешествовать по миру – находить еду, исследовать и завоевывать новые земли, торговать. Для того, чтобы добраться до требуемого пункта и вернуться назад в безопасности, требовалось умелое применение знаний для определения текущего местоположения и направления, в котором нужно двигаться. Раньше штурманы руководствовались ориентирами на местности, звездами или положением Солнца в полдень, но на незнакомой территории и при сильной облачности достаточно проблематично было определить, в каком направлении необходимо двигаться.

Считается, что китайцы первыми разрешили эту проблему. Магнитные свойства магнетита (намагниченного камня) были известны китайцам более чем два тысячелетия назад. Они производили ложки из магнетита, которые свободно поворачиваясь, указывали на юг – на “императорское” направление. Первое письменное упоминание о применении китайцами магнетита в качестве магнитного компаса появилось примерно в 1000 году до н. э. Скорее всего, арабские торговцы привезли компас на запад, где он впервые упоминается в 1187 году в писаниях английского монаха Александра Некэма. Первые европейские компасы использовались итальянскими моряками, перевозившими крестоносцев в Левант. С тех пор компас стал главным навигационным прибором для путешествий по морю, земле или воздуху.

Данная статья представляет собой небольшое учебное пособие по электронным магнитным устройствам, по способам измерения магнитного поля Земли и возможностям этих устройств по дополнению конструкции GPS приемника.

В основном компас оставался технологически неизменным на протяжении тысяч лет, но появление электроники привело к появлению новых способов определения направлений с использованием магнитного поля Земли. Но перед тем, как мы поговорим о некоторых из этих приборов, давайте кратко рассмотрим такие понятия как магнетизм, магнитное поле Земли и то, как работает традиционный компас.