1.1. История развития и принципы радионавигации

ГЛАВА 1 ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ И ПРИНЦИПЫРАДИОНАВИГАЦИИ1.1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯКак отмечалось выше, источниками информации при решениинавигационныхзадачмогутбытьразличныесобытияиявленияестественного и искусственного происхождения: астрономические данные,параметрыизаконыизменениямагнитного,гравитационногоиэлектромагнитного полей, инерциальные явления в движущихся массах ит.п.Навигационную систему, которая использует для решения своихзадач только естественные поля и данные называют автономной.Типичным примером могут служить системы астронавигацииилиинерциальные (см. раздел В.5) системы.

Если же для работы системынеобходимы искусственные поля и данные, созданные внешними (поотношению к потребителю) источниками, систему называют неавтономной.Радионавигационнойрадиоустройств,атакжесистемой(РНС)вспомогательныхназываютсовокупностьтехническихсредств,расположенных как на объекте (потребителе), так и вне него, ипредназначенных для решения задач навигации. При решении указанныхзадач РНС используют радиосигналы внешних искусственных источниковс известными координатами – опорных радионавигационных точек(ОРНТ), поэтому РНС относятся к классу неавтономных.Используемые в РНС методы определения местоположения (позиции)объекта делятся на позиционные и непозиционные. Методы, позволяющиеоднозначноопределитьтекущееместоположениепотребителябезпривлечения данных о его местоположении во все предшествующие(начиная с начала движения) моменты времени, относятся к классупозиционных, в противном случае – к классу непозиционных [1].БольшинствосовременныхавтономныенавигационныеРНСреализуютсистемы,позиционныеметоды;правило,являютсякакнепозиционными.

Простейшим примером непозиционной системы можетслужить описанные выше счетчик пройденного пути (одометр), а такжеинерциальные навигационные системы.В процессе функционирования РНС решает задачу навигационновременных определений (НВО), основным содержанием которой являетсяопределение вектора состояния (ВС) потребителя. В качестве компонентВС обычно рассматривают пространственные координаты потребителя x,у, z, составляющие вектора скоростиа также поправкуx, y , z,ïшкалывремени потребителя (ШВП) относительно системной шкалы времени(СШВ).ПеречисленныерадиосигналаисоставляющиенемогутВСбытьнеявляютсяпараметраминепосредственноизмеренырадиотехническими методами. Поэтому в РНС реализован косвенный методопределениякомпонентВС:потребитель(П)измеряетнекоторыепараметры принятого радиосигнала (радионавигационные параметры –РНП): время его прихода t, фазу  (или разность фаз  ) относительнонекоторогоопорногоамплитудусигналагенератора, доплеровскийАидр.ИзмереннымсдвигРНПчастотыFд,сопоставляютсяфункционально связанные с ними величины — навигационные параметры(НП), характеризующие положение потребителя относительно ОРНТ: углывизирования ОРНТ, дальности R или разности дальностей R донескольких ОРНТ, и т.

п. Затем, используя навигационные функции –априориизвестныефункциональныезависимостимеждуНПикомпонентами ВС, а также априорную информацию о координатах ОРНТ,определяют указанные компоненты.Геометрическое место точек пространства с одинаковым значениемнавигационного параметра называют поверхностью положения. Пересечениедвухповерхностейгеометрическоеположенияместоточек,определяетлинию положения,соответствующихдвумт.е.значениямнавигационного параметра. Местоположение потребителя определяетсякоординатами точки пересечения трех поверхностей положения или двухлиний положения.

Линии положения, описываемые уравнениями второго иболее высоких порядков, могут пересекаться более чем в одной точке, чтоприводит к неоднозначности измерений. В таких случаях, чтобы устранитьнеоднозначность (выделить среди нескольких возможных положенийистинное),необходимолибопроводитьдополнительныеизмерения,позволяющие построить соответствующую дополнительную поверхностьположения, либо использовать априорную информацию, позволяющуюисключить лишние корни уравнений, например – отрицательные значениявысоты потребителя над уровнем Мирового океана [2]..