Бакулев П.А., Сосновский А.А. Радиолокационные и радионавигационные системы (1994) (1151783), страница 10
Текст из файла (страница 10)
РАДИОНАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ 6.1. РАДИОСИСТЕМЫ ДАЛЬНЕЙ НАВИГАЦИИ ! номерных. Фазовые дальномеры, которые используются как ~.",,'-„-',=','.: .дальномерных, так и в разностно-дальномерных РС,ЦН, облада--:-',.'':-'=..'; ют точностью, близкой к потенциальной. Однако такая точност,:.'' на больших дальностях может быть обеспечена только при учет изменения фазовой скорости распространения радиоволн вдол '::..:-,-.: трассы.
Кроме того, на точность измерений в фазовых система„ сильно влияет интерференция сигналов в точке приема. Так ка„.,:.".': все опорные станции РСДН работают на одинаковых частотах то для предупреждения интерференции сигналы одной и той ~ частоты никогда не излучаются несколькими ОС одновременно Указанные особенности приводят к усложнению оборудования потребителя за счет использования элементов синхронизации с циклами излучения ОС, устройств запоминания измеренных зна чений фаз и коррекции фазовой скорости распространения ра диоволн. Особенности дальномерных систем. Системы этого класс требуют синхронной работы эталона времени ОС, задающего мо.
менты 1О;, и опорного генератора потребителя, задающего мо. менты 1о„в которые включается измеритель времени приема навигационного сигнала. При синхронной работе этих генераторов измеренное расстояние от потребителя до ~-й ОС й; =- ~ (-~; — х)'+Р; — в)'+(А — -)', (6.1),':.' ых систем.
абильности злучения с бителя не временных меренная й на сЛТ и ; — ~)' — сЛ но, то для увеличит х станций. вазидально зидальном (СКП) о п. 3.2.4 св ем о„,=Го зависимос ителя и оп ной) систе Особенности квазидальномерн ЯО льзуются при недостаточной ст ~ потребителя, когда моменты и ения измерителя времени потре ругу, т. е. имеется расхождение ебителя Л Т = 10; — ~о,. Тогда из ость Л~; отличается от истинно нос -принимает вид й„=~ '( ~,— х)'+(~', — д) +(~ Так как ЛТ априори не извест ного местоположения необходимо Измерений расстояний до опорны аие алгоритм (б.2), называют к ну Р, — квазидальностью. Точность дальномерных и ква няя квадратическая погрешность дожения о,,„, как указывалось в мерения элемента К соотношени ческий фактор, характеризующий от взаимного положения потреб дальномерной (квазидальномер Такие системы исопорного генератоигнала ОС и вклюсоответствуют друг шкал системы и по- потребителем даль- выражение (6.1) Т.
(6 2) определения истинь на единицу число Системы, реализую- мерными, а величи- ерных РСДН. Средпределения местопоязана с СКП съ из- ,~, где à — геометрить точности системы орных станций. В ме геометрический Из сравнения (6.5) очевидна бо висимость геоме фактора разност мерной системы от ния потребителя, ч номерной системе, няется расхожден болических линий по мере удаления от темы, а следовател личением линейной сти. Миним ального етрический фактор Г . РД. с. 6.2) достигает при ф„= в = 109', что соответствует с высшей точности системы.
Ф рис. 6.3 видно, что даль.1о- -::.::--','.... ная система обеспечивает тр значение геометрического фа' е (опорные станции систем на ~р ~р ~р ~~ ~~ ~~~~~~~, геом (ри ис. 6.2. Зависимость геометриче- ='ф кого фактора в разностно-дальомерной системе от углов фя и мер ебуемую точность (т. е. заданное ктора) в значительно большей зон ходятся в точках А, В и 0) .
(6,4) лысая за-::;':"":;:-'-.' трическог „='-".; но-дально:,."'.:"', положе '::.',",.:,.':,'.„-::"'- ем в даль- -'--':-',;:.:=;." что объяс-- -',",,.': ием гипер положения базы сисьно, и уве погрешно значения .',::-':::, ип действия фазовой дальномерной системы. Предпото ОС (одна из которых показана на рис. 6.4) непрелучают навигационный сигнал в виде немодулированбаний частоты ~,. Источником сигнала служит высоный эталонный генератор ЗГ, а требуемая мощность ается усилителем УМ.
Принятый потребителем П сигпает на УРЧ, а с него — на измеритель фаз ИФ. В каорных используются колебания, вырабатываемые гене- ОГ, Сигнал ОГ должен быть когерентным с излучанавигационным сигналом. Предположим далее, что скорость распространения радиоволн постоянная, а ский сдвиг частоты отсутствует. в некоторый момент 1 на ИФ поступает сигнал ОС Принц до)к им т ,вно из Оых коле остаб иль обеспечив нал посту ';.:::.':,цестве оп ратором .;.
е~цм ОС фазовая доплеров Тогда 6.1.2. ФАЗОВЫМИ ДАЛЬНОМЕРНЫЕ РСДН 1!!! !1 Ш1ШШ! Ш1Ш!Ш Рис. 6.8. Структурная схема аппаратуры потребителя системы сОгпеца> стабилизацией). Результаты измерения разности фаз оигналов вс всех ОС относительно опорного сигнала поступают в ЭВМ (специализированн ыи про. цессор), которая выдает на индикатор И и внешние системы ВС резу езультат расчета местоположения потребителя.
В ЭВМ производится также счисле. ние .пути по информации о скорости Ь' и курсе ф потребителя, а полу. ченные данные используются вместе с вычисленными разностямя ф фаз ~р~ц и <рла1 для разрешения многозначности. В ЭВМ могут включаться и от ! ! дельные элементы ИФ. В блоке памяти ЗВМ хранятся данные о коорди- натах всех ОС и поправки на непостоянство,фазовой скорости распростра- -:;::.':::-,",. нения радиоволн. 1 1 ! Измеритель фаз (рис. 6.9, а) реализует алгоритм оптимальной оценки 4~с ! ~!'с К;; — последовательность, соответствующая ОК и сдвинутая относиельно первого канала на ~ шагов.
Опорный код ОК от генератора ГОК поступает на формирователь выборок кода 'ФВК, который управляет тактовыми импульсами ТИ и вырабатывает Ф цифровых эквивалентон ОК, сдвинутых друг относительно дру„а на Л,. Схема выборок максимума СВМ определяет номер канала БК, в котором наблюдается максимальный оигнал, а следовательио, находит то значение ~, которое соответствует наибольшему совпадению ОК с огибаю,цей принятого сигнала. Код с такой задержкой выделяегся селектором СК, подвергается '(при необходимости) цифро-аналоговому преобразованию в цАП и,используегся для управления коммутатором К (см. рис.
6.9, а), а также другими схемами, требующими синхронизации с циклом работы ОС.. 6.1.3. ФАЗОВЫЕ РАЗНОСТНО-ДАЛЬНОМЕРНЫЕ РСДН Принцип действия фазовой разностно-дальномерной системы. Основа системы — цепочка из трех — пяти ОС (рис. 6.12, а) . Все ОС работают на одной несущей частоте (или на частотах, кратных некоторой основной частоте ь,).
Одна из этих ОС (М) ответственна за синхронизацию и когерентность сигналов ОС диаграммы опорного кода (а), принимаемого данной цепочки и называется ведущей. Остальные ОС Временные,.-:::,": (Л у, у) — ведомые. Станции ОСИ и ОСХ (рис. 6.12, б) поочередно излучают !-* „,,Я,'Я,~:Ц:Ц~Я'1~,Н.~ поминаются, а затем сравниваются в устройстве сравнения ф УСФ. Сигнал на выходе УСФ пропорционален искомой разно сти дальностей Я, от потребителя до ОСМ и ОСХ.
Допустим, что ОСХ излучает сигнал с известной задержкой 1,х относительно сигнала ОСИ, скорость распространения ра. диоволн постоянна и доплеровский сдвиг частоты отсутствует Тогда принимаемые потребителем сигналы можно записать в-- ииде йм (~) = Кпм(1 1нм) соя Оэо (~ ~ап ~ям) = = Ю,„~(1 — 1нм) соя ~р~г, ~Х (~) = КпХ (~ ~нх) СОВ Оо (~ ~зХ ~ап ~нХ) =У х(1 — 1нх)соя ~рх, где 1,п — задержка сигнала в аппаратуре потребителя, а и 1нх — время прохождения сигналом расстояний Лм и Ях до соответствующих ОС.
Опорный сигнал имеет ту же частоту, но отличается по фазе от принятых сигналов: и, = Е/,„, (~) соя (о,Š— ср,,) = У„„сов ср„ '.:' ~ногозначности точных измерений. При этом должно выпол„~ться условие сопряжения грубой и точной шкал, подобное (6.7) . Принцип действия разностно-дальномерной системы тина 1 огап-С. ц,стандартной системе 1огап-С все ОС работают на частоте ~о — — 100 кГц, табилизированной с помощью цезиевых стандартов частоты, Навигацион„ыи сигнал ведущей ОС (рис.
6.13,а) отличается от сигнала ведомых стан(рис. 6.13,б) числом импульсов в пачке и законом фазового кодирова- (О, л), что используется для опознавания этого сигнала, кроме того, фазовое кодирование повышает помехоустойчивость системы. Задержки сигпалов ~ведомых ОС 1 х, ~ ~ (рис. 6,13, в) выбираются так, чтобы в пределах Рабочей зоны данной цепочки отсутствовали области одновременного приема сигналов разных ОС. Каждой цепочке ОС присваивается индивидуальл. пцй групповой период повторения Т,, „по которому опознается данная цепочка.
Дальность действия ОС на поверхностной волне примерно 2000 км. Основной особенностью, влияющей на точность рассматриваемой РСДН а построение аппаратуры потребителя, является возможность интерференции поверхностной Е„„(полезной) и пространственной Е„~ (мешающей) волн в. точке приема (рис. 6.14). Пространственный сигнал, образуемый при отражении от ионосферы, всегда запаздывает на время 1,= 40 мкс относительно где ср„— неизвестная начальная фаза ОГ. поверхностного сигнала. Поэтому у результирующего сигнала Е (рис.
6.14 соответствует равенству фаз сигналов Е,о, и Е,р) остается неискаженным Г Аппаратура потребителя систем 1„о гап-С состоит из приемника прямого уси. ления, формирователя измерительных нм пульсов и процессора обработки сигналов (ПОС). Формирователь служит для полу. чения измерительных импульсов (напри. Р ФР рр,~"у уд;-рруку~ ~ ...„~, мер, ИИМ и ИИХ на рис. 6.15), положе ние которых на временнбй шкале точно упьтат интерфе- соответствует концу третьего пе сущих колебаний на фронт~ принимаемых пространственной Е„, волн от ОС импульсов. Для выделения требуемого периода несущей частоты используется характерная точка огибающей ХТО, в которой крутизна фронта максимальна (эта точка специально форма руется в аппаратуре ОС).
Программное обеспечение ПОС выполняет функ пии поиска сигналов, измерения, усреднения и запоминания результатов измерений, а также вычисления Яд и местоположения потребителя, Работа процессора начинается с выбора цепочки опорных станций по вводимому оператором групповому периоду повторения Т,., На этом этапе происходит обнаружение сигналов, следующих с данным Т, „и формиру.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
