Question

Как работает навигатор? За счет чего работает навигатор? Какой принцип работы / действия навигатора? Как навигатор определяет местоположение? Как он устроен?

Answer 1

Основным принципом работы такой навигационной системы является измерение времени, да именно времени распространения сигнала.

Поскольку скорость распространения электромагнитной волны величина постоянная, то расстояние от спутника до gps-приёмника можно точно определить измерив время его распространения с высокой точностью.

Огромным преимуществом системы является то, что вся сложная аппаратура располагается на нескольких спутниках, поэтому навигатор относительно прост в устройстве и потребляет мало энергии, им удобно пользоваться.

Для определения координат нужно три спутника минимум, т.к. каждый из них использует только один параметр по которому вычисляется расстояние до него.

Реально конечно всё выглядит немного сложнее, т.к. скорость сигнала постоянна только в вакууме, при прохождении атмосферы вводятся поправки. Спутники могут менять параметры орбиты, сигналы могут переотражаться, и настройка часов должна быть идеальной и на спутниках и на приёмнике, поэтому при измерении вводятся многочисленные поправки и настройки и количество спутников для точного определения координат нужно больше.

Answer 2

Судя по всему, речь идёт об устройствах спутниковой навигации, а не о том, что (кого) имели в виду древние греки...

Навигатор устроен довольно просто. Сложно устроены спутники этой системы.

На каждом таком спутнике стоят сверхточные часы (атомный стандарт), и каждый такой спутник вращается по орбите, параметры которой известны с максимально высокой точностью. То есть каждый спутник абсолютно точно знает, над какой именно точкой земной поверхности и на какой именно высоте он находится буквально каждую наносекунду.

И вот эту информацию о текущем бортовом времени и о текущей точке в надире, спутник непрерывно транслирует urbi et orbi.

А приёмник принимает эти сигналы и сравнивает их между собой. Сравнивает по тому, на сколько отличаются отметки времени в сигнале от каждого спутника.

Отличия же эти возникают из-за того, что скорость света конечна, поэтому сигнал от каждого спутника поступает на приёмник с некоторой задержкой, зависящей от расстояния до этого спутника. Значит, сравнивая принятые отметки времени друг с другом, можно вычислить, на сколько различаются друг от друга расстояния до спутников. А зная эти дельты и зная точные собственные координаты спутников, можно вычислить и точные координаты приёмника относительно спутников, а значит - и относительно наземных координат. Для этого надо принимать сигналы минимум от трех спутников, а если есть сигналы от четырех - то можно вычислить и высоту над уровнем моря.

Answer 3

Навигаторы бывают живые или электронные.

Живые работают за счет съеденной еды, электронные - за счет протекания в них электричества.

Живой навигатор, ориентируясь по памяти, навигационным приборам и картам самолично ведет судно.

Электронный - вычисляет свое положение по отставанию сигналов с навигационных спутников, привязывает координаты к электронной карте и выдает советы водителю голосом и в графическом виде.