Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 10
Текст из файла (страница 10)
В 194! г. в Советской Армии появились первые РЛС импульсного типа РУС-2 и «Пегматит», также работающие на час- 4! тоте 75 М Гц с импульсной мощностью Р„= 120 кВт. Несмотря на труднейшие условия военного времени разработка и совершенствование РЛС продолжались в СССР все годы жесточайшей войны и в послевоенные годы.
В США серьезные усилия по разработке импульсных однопозиционных РЛС были предприняты под руководством Тейлора и Янга. К моменту нападения Японии на морскую базу США Пирл Харбор в декабре 1941 г. 79 кораблей США были оснащены РЛС, работавшими на частоте 200 МГц. В армии США в это время использовались значительное число станций метрового диапазона типа ВСЕ-268 и ЬСВ-270. Как отмечалось ранее, огромное значение для развития радиолокации имела организация лаборатории излучения при Массачусетском технологическом институте, в которой работали выдающиеся ученые и инженеры США и Великобритании.
Уже в 1943 г. там были разработаны РЛС различного назначения. В этих станциях впервые появились многие схемы и технические решения. Так, в станции ВСЕ-584, работавшей в десятисантиметровом диапазоне радиоволн, впервые было осуществлено автоматическое слежение за целью, что позволило существенно повысить точность определения координат, а использование в бомбовом прицеле А1ч/АРФ-13 радиоволн трехсантиметрового диапазона позволило повысить разрешающую способность и получить на экране ЭЛТ достаточно четкое изображение местности под самолетом.
В 1950 — 19б0-е гг. стремительное развитие радиолокации и радионавигации во многом было обусловлено противостоянием военных блоков, возглавляемых США и СССР. Огромные средства, выделяемые на создание военной техники, подготовку специалистов в области радиоэлектроники, соответствующую ориентацию научных исследований, способствовали интенсивному развитию радиолокации и радионавигации. Это инициировало разработку эффективных методов формирования и обработки сигналов на основе статистической теории, позволившей определить пути приближения характеристик РЛС к потенциально возможным по мере совершенствования элементной базы радиоэлектроники.
За пять послевоенных десятилетий радиолокационные методы получили широчайшее применение благодаря радикальному улучшению основных характеристик РЛС. Эти характеристики позволили решить ряд теоретических и технических проблем: ° разработку мощных электронных устройств для генерирования высокостабильных когерентных колебаний, таких как клистроны, лампы бегущей волны, гироклистроны, мощные транзисторы; ° создание допплеровских РЛС, позволивших в полной мере использовать преимущества сложных сигналов, эффективно решать задачи выделения движущихся целей и распознавание целей; 42 ° появление моноимпульсного метода, позволившего резко улучшить точность измерения угловых координат; ° использование сжатия импульсов и синтезирования апертуры для радикального улучшения разрешающей способности РЛС.
Параллельно с развитием радиолокации создавались радионавигационные системы, в разработке и совершенствовании которых выдающуюся роль сыграли исследования ученых России и Советского Союза. Идеи А.С. Попова послужили основой для разработки русскими инженерами в 1910 — 1912 гг. первых радиопеленгаторов.
Стремительное развитие авиации потребовало создания средств воздушной навигации. В 1932 — 1933 гг, были разработаны первый самолетный радиопеленгатор АРП-1 и самолетный радиополукомпас «Чайка». Однако использование только угломерных устройств не обеспечивало достаточной точности местоопределения, и внимание исследователей было обрагцено на разработку навигационных систем, основанных на измерении времени задержки радиосигналов фазовым и импульсным методами. В 1930 — 1934 гг. Л. И.
Манделыцтамом, Н.Д. Папалекси и Е. Я. Щеголевым были разработаны фазовые методы местоопределения, которые были применены в ряде систем радионавигации, в том числе в используемых многие годы системах морской радионавигации: английской «Декка» и американской «Омега». В 1938 г. инженером Э. М.Рубчинским была выдвинута идея импульсной разностно-дальномерной системы, реализованной в 1942 г. в американской радионавигационной системе Лоран-А. Система работала на волне 150 м и обеспечивала дальность местоопределения самолетов и кораблей до 1500 км.
В 1950-с гг. в США была создана импульсно-фазовая разностно-дальномерная РНС «Лоран-С». Использование длинных волн (Х = 3 000 м) позволило увеличить дальностьдействия до 2 500 км и существенно повысить точность местоопределения за счет измерения времени задержки по фазе несущих колебаний принимаемых сигналов. Метод импульсно-фазовых измерений использован и в американской сверхдлинноволновой (Х = 104 м) разностно-дальномерной РНС «Омега».
Восемь наземных станций такой системы обеспечивают глобальное местоопределение кораблей и подводных лодок. Сверхдлинные волны обладают двумя следующими свойствами: ° огибание поверхности Земли благодаря «волноводному» распространению радиоволн этого диапазона; ° возможность приема сигналов на глубине нескольких метров под поверхностью моря, что позволяет подводным лодкам определять свое местоположение без всплытия. В силу имеющихся достоинств сверхдлинноволновые РНС остаются в числе действующих несмотря на появление спугниковых 43 РНС (СРНС), обеспечивающих глобальное высокоточное местоопределение объектов на поверхности Земли и в околоземном пространстве. В СССР параллельно с США были разработаны РНС «Меридиан», «Чайка» и «Маршрут» с характеристиками, близкими к аналогичным системам «Лоран-А», «Лоран-С» и «Омега», но с несколько отличающимися параметрами.
Запуск в СССР 4 октября 1957 г. первого искусственного спутника Земли (ИСЗ) открыл возможность реализации идей создания спутниковых РНС. В этих системах в качестве радионавигационных точек, относительно которых осуществляется измерение координат объектов, используются ИСЗ, движущиеся по орбитам с известными параметрами. Уже к концу 1960-х гг. появились спутниковые РНС первого поколения (СРНС-1): «Транзит» в США и «Цикада» в СССР, с использованием шести низкоорбитных ИСЗ и местоопределением путем дифференцирования или интегрирования допплеровского сдвига частоты принимаемых си~палов ИСЗ.
Однако СРНС-1 имели существенные недостатки, заключающиеся в большой длительности сеансов местоопределения и, главное, больших интервалах между ними, что не позволяло получать необходимую точность и непрерывность местоопределения во всех точках земной поверхности. В 1970-е гг. в СССР и США начались исследования технических решений, обеспечивающих создание СРНС второго поколения (СРНС-2) на основе использования сети из 24 ИСЗ, имеющих средневысотные орбиты Нд = 20 10' км и период обращения около !2 ч.
Такая система обеспечивает глобальное, непрерывное и высокоточное местоопределение трех координат и вектора скорости объектов, находящихся в околоземном пространстве. К концу ! 980-х гг. разработка СРНС-2 была в основном завершена и в СССР и США начали работать СРНС ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система) и ОР8 (О)оба! Роз!1!оп!п8 Бузгепт), часто называемая также !чаузгаг (ма«!8а1(опа! 8а1е11!ге оГ Типе апд Вап8!п8). Основные принципы построения систем одинаковы и отличаются орбитами ИСЗ, параметрами радиосигналов и схемами их приема и обработки. В 1988 г. были опубликованы основные характеристики обеих систем и объявлено о предоставлении систем ГЛОНАСС и ОР8 лля международного использования.
Разработаны и серийно выпускаются приемоиндикаторы систем СРНС-2 различных классов, в том числе универсальные, рассчитанные на работу по сигналам обеих систем, что обеспечивает высокоточное и надежное местоопределение самых различных потребителей. 44 Реализация принципов дифференциального местоопределения позволяет довести точность определения координат неподвижных объектов до десятых долей метра, а движущихся — до единиц метров. К 1993 г. ОРБ была развернута полностью, чего, к сожалению, нельзя сказать о системе ГЛОНАСС, которая до сих пор работает с неполным составом ИСЗ.
Однако использование универсальных приемоиидикаторов позволяет, работая по сигналам обеих систем, обеспечить глобальное местоопределение с высокой точностью и надежностью. Совершенствование СРНС продолжается непрерывно. Так, в ряде стран Европы ведутся исследования по созданию новой более экономичной СРНС, которая при выборе более рациональных типов сигналов дает возможность при меньших затратах обеспечить точность и надежность местоопределения ие хуже более сложных действующих СРНС.
Есть основания полагать, что достижения последних лет в создании компактных высокостабильцых водородных и цезиевых эталонных генераторов, успехи схемотехники и системотехиики позволят снизить стоимость развертывания и содержания космических аппаратов СРНС и аппаратуры потребителей„число которых непрерывно увеличивается.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
