Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 4
Текст из файла (страница 4)
В этом случае приемник упрощается, так как не требуется применять направленную антенну, что весьма важно во многих случаях. Поверхностью положения угломерной РНС, измеряющей угол в горизонтальной плоскости (азимут), является вертикальная плоскость, проходящая через линию пеленга. При измерении углов в вертикальной плоскости, называемых в радиолокации углами месгяа цели и отсчитываемых от горизонтальной шюскости (например, земной поверхности), проходягцей через точку расположения антенны РЛС, поверхностью положения является коническая поверхность, образующей которой является линия пеленга. При использовании наземных или морских РП и РМ линия положения называется ортодромией, являющейся дугой большого круга (сечения Земли, проходящего через ее центр), соединяющей точки расположения РП и РМ. Таким образом, ортодромия — это линия пересечения поверхности положения при измерении азимута с земной (морской) поверхностью.
При расстояниях, малых по сравнению с радиусом Земли, ортодромия аппроксимяруется отрезком прямой линии, соединяющей точки расположения РП и РМ. Для определения местоположения РП (см. рис. 1.1, в) необходим второй РМ. По двум пеленгам (азимутам) а, и а, можно найти местоположение РП как точку пересечения двух линий положения на земной поверхности (пересечение двух ортодромий). Если система расположена в пространстве, то для определения местоположения РП необходим третий РМ. При определении местоположения предполагают„что координаты радиомаяков известны. В морской и воздушной навигации используется понятие курса — угла между продольной осью корабля (проекцяей продольной оси самолета на поверхность земли) и направлением начала отсчета углов в горизонтальной плоскости, в качестве которого выбирают или меридиан (географический или магнитный), или линию ортодромии.
Соответственно различают географический, магнитный и ортодромический курсы. В воздушной навигации в качестве третьей координаты летательного аппарата (ЛА) используют барометрическую высоту полета О, отсчитываемую по барометрическому высотомеру относительно условного начального уровня (за который обычно принимают уровень Балтийского моря), и истинную высоту над поверхностью под ЛА, измеряемую радиовысотомером (РВ). При 16 применении радиовысотомера местоположение ЛА определяется комбинацией угломерного и дальномерного методов измерения координат. Дальномерный метод.
Этот метод основан на измерении расстояния 0 между точками излучения и приема радиосигнала по времени его распространения между этими точками. В радионавигации дальномерный метод используется в двух вариантах: запросном и беззапросном. В первом местоопределение осуществляется при измерении времени распространения сигнала запроса т, от передатчика запросчика 3 (рис. !.2, а) до приемника ответчика О и ответного сигнала т„формируемого ответчиком при приеме сигнала запросчика. Полагая т, = т, и пренебрегая временем формирования ответного сигнала, получим формулу измерения дальности Р в таком радиодальномерс: 0 = ' " = ст = ст .
с(т, + т„) 2 3 о (!.4) В качестве ответного может быть использован и отраженный сигнал, что имеет место при измерении дальности активной РЛС или высоты радиовысотомером. При беззапросном дальномерном методе, используемом, например, в спутниковых РИС, дальность вычисляется при измерении времени распространения сигнала, излучаемого передатчиком на искусственном спутнике Земли (ИСЗ), до приемника потребителя. При этом для точного измерения 0 необходимо обеспечить жесткую синхронизацию колебаний опорного генератора аппаратуры потребителя с сигналами аппаратуры ИСЗ. Поверхностью положения дальномерной системы является поверхность сферы с радиусом, равным Р.
При расположении дальномерной системы на плоскости (например, на поверхности земли при расстояниях О, много меньших радиуса Земли йз) образуются линии положения в виде окружностей, являющихся линиями пересечения сферы радиуса 0 с поверхностью, на которой расположены запросчик и ответчик дальномерной системы (поэтому дальномерные системы называются также круговыми). Местоположение объекта, на котором расположен запросчик 3 (рис. !.2, б), определяется как точка пересечения двух окружностей с радиусами, равными дальностям Р, и Р, до ответ- з Рис. !.2. Запросный дальномерный метод опре- деления местоположения объекта: и — принцип работы; б — линии положения (7 чиков О, и 02 с известными координатами. Имеющаяся при этом двузначность (две точки пересечения окружностей) устраняется применением дополнительных средств ориентирования, точность которых может быть невысокой, но достаточной для достоверного выбора одной из двух точек пересечения.
Поскольку измерение времени задержки сигнала, на котором основан дальномерный метод, может производиться с очень малыми погрешностями, дальномерные РНС позволяют найти координаты с высокой точностью. Радиодальномерные методы начали применяться позже угломерных. Первые радиодальномеры, основанные на фазовых измерениях временной задержки, были разработаны в СССР под руководством Л. И. Мандельштама, Н.Д. Папалекси и Е.Я. щеголева в!935 — 1937 гг. Импульсный метод измерения дальности был применен в импульсной РЛС, разработанной в 1936 — ! 938 гг, под руководством Ю. Б.
Кобзарева. Разиоство-дальномерный метод. С помощью приемоиндикатора (ПИ), расположенного на борту объекта, определяют разность времени приема сигналов двух опорных станций А и В. Станцию А разностно-дальномерной системы называют ведущей, так как ее сигналы используются для синхронизации ведомых станций. Измерение разности расстояний до ведущей и ведомой станций, пропорциональной временнбму сдвигу сигналов от станций А и В, позволяет найти лишь поверхность положения, соответствующую этой разности и имеющую форму гиперболоида с фокусами в точках расположения станций А и В. Если приемоиндикатор и станции А и В расположены на поверхности земли, то измерение разности ЛХ> = 0» — В„позволяет получить линию положения на земной поверхности в виде гиперболы с Ь7) = соп»1 (поэтому разностно-дальномерные РНС носят также название гиперболических).
Для двух станций А и В можно построить семейство гипербол с фокусами в точках расположения станций А и В. Расстояние между ведущей и ведомой станциями называется базой. Для заданной базы семейство гипербол можно нанести на карту, заранее оцифровать и непосредственно использоватьдля местоопределения, что и делалось в первые годы применения РНС.
Однако одна пара станций позволяет определить лишь линию положения, на которой расположен объект. Для определения его местоположения необходима вторая пара станций, база которой»(, должна располагаться под углом к базе 4 первой пары (рис. 1.3).
Обычно ведущая станция А является общей и синхронизирует работу обеих ведомых станций В, и В,. Сетка линий положения такой системы образуется двумя семействами пересекающихся гипербол, позволяющих найти местоположение объекта непосредственно по карте, если на нее нанесены оцифрованные линии положения, Сейчас местоопределение осуществляется с помощью приемоиндикаторов, представляющих собой приемник, сопряженный с вычислитель- 18 Рис.
!.3. Разностно-дальномерный метод определения местоположения объекта ным устройством и устройством отображения для непосредственного считывания координат объекта. По точности разностно-дальномерный метод местоопределения несколько уступает дальномерному с запросным сигналом, но имеет бесспорное преимущество перед ним, обеспечивая неограниченную пропускную способность, поскольку наземные станции разностнодальномерной системы могут обслуживать любое число приемо- индикаторов, принимающих сигналы станций, тогда как в дальномерной системе с запросом требуется конечное время для формирования ответного сигнала, Это и ограничивает пропускную способность дальномерной системы с запросным сигналом.
Такое ограничение снимается при беззапросном варианте дальномерного метода, но его осуществление связано с очень жесткими требованиями к параметрам сигнала и устройствам его формирования и обработки. Гиперболические линии положения разностно-дальномерных РНС при расстояниях от центра базы, значительно превышающих ее величину, аппроксимируются прямыми, исходящими из центра базы, в результате чего разностно-дальномерная система может быть использована как угломерная.
В зависимости от вида сигналов наземных станций и методов измерения временного сдвига сигналов, принимаемых приемо- индикатором, различают импульсные, фазовые и импульсно-фазовые разностно-дальномерные РНС. Надо заметить, что с развитием спутниковых РНС (СРНС) применение РНС наземного базирования существенно сократилось. Однако некоторые системы, например сверхдлинноволновая РНС «Омега», в силу уникальной возможности приема сигналов станций этой системы на некоторой Глубине будут использоваться, пока существует потребность местоопределения объектов под водой. Комбинированный угломерио-дальиомериый метод.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
