Бакулев П.А., Сосновский А.А. Радионавигационные системы (2005) (1151784), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Этот сигнал принимается на 1 БФП-3 объекте (0) и поступает на измерио1 1 тель (Изм), где производится его сравнение с сигналом БФС-2, Осо- Рис. 1.11. Структурная схема бенностью пассивных РНУ являет- пассивного РНУ ся сложность измерения информативного параметра сигнала, так как для этого необходимо, чтобы БФС-2 вырабатывал точную копию сигнала, формируемого на ОС блоком БФС-1. Многопози ионные с ойст- ИС,ч ИСЗ, ва и системы извлекают информацию из сигналов, принимаемых от разнесенных в пространстве ОС. Многопозиционная система может быть реализована как в активном, так и в пассивном вариантах. Прио1 При ! мером такой системы является пас- 1 1 сивная многопозиционная РНС, в которой МП объекта (О) определя— — — — — ется по сигналам, излучаемым одРис.
1.12. Структурная схема повременно несколькими ОС, распассивной мноюпознциоиной РНС положенными на искусственных спутниках Земли (ИСЗ) (рис. 1.12), Миогопозиционные РНС обладают рядом достоинств по сравнению с обычными (однопозиционными). Так, избыточность информации позволяет повысить точность системы, а рациональное размещение ОС— увеличить ее рабочую область (зону действия).
Вид навигационного параметра И' влияет на форму поверхностей и линий положения, т.е, на геометрические особенности РНУ и РНС, от которых зависит точность определения МП. В зависимости от вида Н' различают угломерные, дальномерные„разностно-дальномерные РОУ и измерители скорости. идюид~УН~ ь Р ~ Р делают )г', представляющий собой угол в горизонтальной а или вертикальной б плоскостях или в плоскостях системы координат, связанной с ЛА. Применяются радиомаячные и радиопеленгационные РНУ. Радиомаячные устройства, в состав которых входит радиомаяк (обычно наземный), формируют электромагнитное поле, параметры которого зависят от угловых координат точки приема.
Представителями этой группы являются угломерные РНУ систем посадки и ближней навигации. Радиопеленгационные устройства (радиопеленгаторы) определяют угловые координаты источника излучения электромагнитных колебаний путем измерения направления прихода радиоволн. В радионавигации применяются как наземные радиопеленгаторы, так и бортовые (радиокомпасы).
Поверхность положения угломерных РНУ представляет собой вертикальную плоскость (при определении угла в горизонтальной плоскости, например, азимута) или конус (при определении угла в вертикальной плоскости). Линия положения, образованная сечением поверхности положения той плоскостью (горизонтальной или вертикальной), в кото- 22 рой определяется угловое положение ЛА, есть прямая (линия равных азимутов или углов места). ~РНУ '<Р~.щ --М .~~ ~, чю ляющий собой расстояние К между двумя объектами (И' = К) или высоту объекта Н ()Р = Н) и могут быль реализованы как в активном, так и в пассивном вариантах.
Акпшные дальномеры применяют для определения высоты полета, а при наличии ответчика — для измерения расстояния от несущего радиодальномер объекта до РНТ, где размещается ответчик. 11ассивные дальномеры являются основой многопозиционных РНС. Поверхность положения дальномерных РНУ вЂ” сфера радиуса К, а линия положения — окружность того же радиуса. Разностно- альиоме ные РНУ относятся к классу пассивных устройств и определяют И' = К~ — Къ Здесь К~и Кз — расстояния от объекта ло двух РНТ или от РНУ до двух опорных станций. Разность расстояний К„= К~ — Кз находят при сравнении параметров сигналов, принимаемых от ОС.
На основе разностно-дальномерных РНУ строятся некоторые многопозиционные РНС. Поверхность положения разностно-дальномерных РНЧ вЂ” гиперболоид, образованный вращением гиперболы К, = сопз1 вокруг оси, проходящей через РНТ (фокусы гиперболы), а сама гипербола является линией положения РНУ. Изме ители ско ости предназначены для определения вектора скорости У или его составляющих У, (ЪУ = У или ЪУ = У;). Информация и И' заключена в доплеровском сдвиге частоты Ед, который выделяется при сравнении частоты отраженного от земной поверхности сигнала с частотой излучаемых колебаний.
К рассматриваемым РНУ относятся доплеровские измерители скорости, которые обычно используют в качестве датчиков систем счисления пути. Вид информативного параметра сигнала т определяет структуру и потенциальную точность РНУ.
Последнее утверждение следует из выгекающего из (1, 1) при М, = сопзг соотношения ох, = М„о„, (1.2) где о и о„- СКП определения И'и измерения г соответственно. В зависимости от того, какой параметр принимаемого на РНУ сигнала информативный, т.е. связан с И' соотношением (1.1), различают аылямяудлые, частотные, вреиеллые и фазовые РНУ. Такие же названия носят соответствующие методы определения И'. Заключенная в г информация выделяется обычно при сравнении принятого сигнала с опорным. Аива~~ых ~хх р х' р у р плнтуды (Г принимаемого сигнала (ч = сГ ) или связанного с ней коэффициента глубины амплитудной модуляции гл этого сигнала (» = гл). 23 Амплитуда принимаемого снгнапа зависит не только от рр; но н от многочнсленных факторов, учесть которые практически невозможно.
Поэтому область применения амплитудных РНУ ограничивается определеннем угловых координат, где прн соответствующем построении РНУ (напрнмер, прн измерении и) влияние мешающнх факторов может быль сведено к приемлемому минимуму. Обязательный элемент амплитудных угломерных РНУ вЂ” одна нлн несколько направленных антенн, с помощью которых формируется снгнал с амплитудой У (Ор), завнсящей от угла рассогласовання О между осью симметрии диаграммы направленности н направлением передатчнк — приемник.
В таких РНУ навигационный элемент рр' = Ор. Искомая координата (а нлн ()) может отсчнтываться по углу поворота антенны нлн ее ДН, прн котором Ор = О. Спецнфнческнмн факторами, впняющнмн на точность амплитудных РНУ, являются крутизна диаграммы направленности антенн РНУ прн Ор = О н наличие снгналов, отраженных от находящихся вблизи от РНУ местных объектов. Частотные РНУ определяют НР по результатам измерения разности частот Ер излучаемого н принимаемого отраженного от земной поверхности снгналов (ч = Гр) н применяются в основном для измерения высоты полета н скорости ЛА.
Этн РНУ относятся к классу акгнвных устройств н работают в режиме непрерывного излучения зондирующего сигнала. Опорным снгнапом служат излучаемые колебания, стабнльность частоты которых должна быть такой, чтобы уход нх частоты за время прохождения сигнала от ЛА до земной поверхности н обратно бып существенно меньше измеряемого сдвига частот Рр. Специфическими факторами, ограничивающими точность частотных РНУ, являются влияние просачивающегося в приемный тракт снгнапа передатчика (следствне применения режима непрерывного нзлучення) н случайный характер отраженного от земной поверхности сигнала (следствне многоточечного характера отражающей поверхности). Первый нз этих факторов приводит к увеличению коэффициента шума прнемннка, а второй — к погрешностям, зависящим от ширины диаграммы направленности антенн РНУ н от вида отражающей поверхности.
вньньчьььр р. ° р р-у ° ° р ° рвала времени Ар между двумя сигналами (и = Аг). В большннстве временных РНУ используют простые импульсные снгнапы (импульсные РНУЬ которые применяются в дальномерных, уазностно-дальномерных и угломерных системах. В дальномерных РНУ, относящихся к классу активных устройств с активным ответом, измеряется время задержки импульса сигнала ответа относительно импульса сигнала запроса. В разностно-дальномерных н угломерных РНУ импульсы, интервал Ы между которыми измеряется на объекте, формируются с помощью ап- паратуры опорных станций (обычно наземных), т.е.
аппаратура определяющего свое МП объекта работает в пассивном режиме. Точность импульсных РНУ существенно зависит от формы н длительности используемых импульсных сигналов и от выбора точки на огибающей импульса, по которой отсчитывается интервал Ы. Наивысшая точность временных РНУ достигается при использовании фазоманипулированных сигналов (ФМС), применяемых при определении дальности в пассивных многопозиционных спутниковых РНС (см.
рис. 1.12). Интервал Ы измеряется при корреляционном сравнении кодированных ФМС, один из которых формируется на искусственном спутнике Земли, а второй (опорный) — на определяющем свое МП объекте. Особенностями радиодальномеров с ФМС, кроме высокой точности, являются возможность увеличения дальности действия при сравнительно малой мощности излучаемого со спутника сигнала и высокая помехоустойчивость. Фазовые РНУ определяют И'по результатам измерения разности фаз Лв двух сигналов (ч = Ьв), работают в пассивном режиме и применяются при определении дальности, разности дальностей и угловых координат. В фазовых дальномерных и разностно-дальномерных РНУ требукггся бортовые опорные эталонные генераторы с высокой стабильностью частоты, с фазой сигнала которых производится сравнение фазы принимаемого сигнала.
В фазовых угломерных РНУ измеряется разность фаз Л~р между двумя принимаемыми сигналами, один из которых опорный. Оба сигнала формируются аппаратурой наземного радиомаяка. Точность фазовых РНУ тем выше, чем больше частота сигнала, на которой производится сравнение фаз. Однако при увеличении этой частоты сокращается зона однозначного определения И; поскольку судить о И' можно только при Ьр < 2я. Противоречие между требуемой точностью и однозначностью определения И'характерно для всех фазовых РНУ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
