Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 83
Текст из файла (страница 83)
При невыполнении этого условия используются квазидальномерные или разностно-дальномерные измерения, которые дают одинаковые погрешности местоопределения 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 Рис. 10.2. Диаграмма излучения сигналов ФРНС «Омега» 427 потребителя при полной априорной неопределенности о сдвиге временных шкал. Наибольший вклад в погрешность местоопределения в СДВ ФРНС вносит изменчивость фазовой скорости распространения радиоволн на трассе радиомаяк — потребитель. Погрешность, обусловленная изменчивостью условий распространения радио~юлн, может быть представлена как функция регулярной и случайной составляющих фазового сдвига.
Регулярная составляющая фазового сдвига зависит от времени года и суток, типа подстилающей поверхности и т.п. Она рассчитывается для различных районов земного шара и должна учитываться при радионавигационных измерениях. Случайная составляющая, если не осуществляются специальные меры (дифференциальный режим, комплексирование), полностью входит в результирующую погрешность местоопределения. Поэтому точность СДВ ФРНС невелика; среднеквадратическая погрешность местоопределения достигает нескольких километров. Несмотря на низкую точность СДВ ФРНС находят широкое применение, так как обладают практически глобальной зоной действия, неограниченной пропускной способностью и сравнительно невысокой стоимостью бортового оборудования потребителей. Устранение многозначности измерений в СДВ ФРНС Омега» заключается в установлении целого числа циклов в фазовом сдвиге, который и определяет оценку РНП. При этом отдают предпочтение разностно-дальномерному методу, что экономически выгодно, так как не требует размещения на борту потребителя дорогостоящего эталона частоты.
Колебания дополнительных частот/; = 11,33 кГц и/з = 13,6 кГц позволяют получить биения с колебанием основной частоты /,' =!0,2 кГц. Частоты биений Гл= =Х А= 1 13 кГц и ~го =Л -А = 3,4 кГц. Колебания частот Е а и Езл используются для устранения многозначности результатов измерения на частоте/,.
Устранение многозначности может быть осуществлено раздельно по линиям положения с помощью многоступенчатого алгоритма. При этом измерения производятся на частотах Е,л (сверхгрубая шкала — !32 км), Езл (грубая шкала — 44 км) и/, (точная шкала— 14,7 км). Коэффициент сопряжения шкал )г = Его/игл =А/Ррл = 3. Последовательное уточнение результатов отсчета РН П от шкалы к шкале позволяет получить однозначный отсчет по точной шкале. Применение многоступенчатого алгоритма дает правильное однозначное решение при условии, что погрешность сверхгрубой шкалы не выходит за пределы грубой шкалы, а погрешность грубой — за пределы точной шкалы.
При воздействии помех это условие может быть нарушено, что приводит к принятию ошибочного решения. Вероятность такого события зависит от ряда факторов (уровня помех, коэффициента х и др.) и может быть определена как 428 Рош = ) Рья = РыыРгир +РюрРгою+ РмшРгои где Р„, — вероятность правильного завершения процедуры устранения многозначности; р„, р„— вероятности ошибочных решений на первой и второй ступенях алгоритма соответственно, Рмш = ) Р!ир Л2ош = ) Ръ~р' Рв1р р㄄— вероятности правильных решений на тех же ступенях. Широкое распространение многоступенчатого алгоритма устранения многозначности в бортовых приемоиндикаторах ФРНС объясняется простотой его реализации, а также традициями, которые сформировались на ранних этапах создания ФРНС, когда применение бортовых ЭВМ было проблематичным.
В настоящее время внедрение ЭВМ в аппаратуру потребителей позволяет перейти от рассмотренного алгоритма к более сложным, в основу которых положены правила оптимального оценивания, и задача устранения многозначности решается одновременно с определением координат потребителя. Наряду с ФРНС широкое применение получили импульснофазовые радионавигационные системы длинноволнового диапазона (А = !00 кГц), дальность действия которых достигает ! 800...2000 км. Опорные РМ ИФРНС объединены в группы (цепочки) из З...б наземных станций.
В каждой цепочке одна из станций является ведущей, остальные — ведомыми. Для определения координат потребителей используются, как правило, разностнодальномерные измерения, хотя не исключается возможность применения дальномерных и квазидальномсрных измерений. Измерение РНП производится импульсно-фазовым методом: грубое измерение разности дальностей основано на оценке интервала времени между огибающими импульсов ведущей и ведомых станций, а точное — на оценке разности фаз несущих колебаний тех же импульсов. Поэтому в ИФРНС сочетаются положительные качества фазовых и импульсных систем: высокая точность и однозначность измерений. Ведущая станция излучает восьмиимпульсные пачки фазо-манипулированных радиоимпульсов.
Временной интервал между импульсами пачки равен ! 000 мкс. Частота повторения пачек (10... 25 Гц) одинакова для всех станций одной цепочки и отличается от частоты повторения пачек других цепочек, что позволяет в месте приема идентифицировать сигналы различных цепочек. Ведомые станции синхронизируются сигналами ведушей станции и излучают радиоимпульсы такой же формы, но с некоторой фиксированной задержкой во времени. Введение задержки обеспечивает временнбе разделение сигналов ведущей и ведомых станций.
Законы фазовой манипуляции радиоимпульсов ведомых станций и ведущей станции различны, что позволяет идентифицировать сигналы в месте приема. 429 В качестве примера на рис. 10.3 представлены временные диаграммы излучения сигналов ведущей и ведомой станций широко распространенной ИФРНС типа «Лоран-С». Фазы радиоимпульсов, отмеченных знаками «+» и « — », отличаются друг от друга на 180 . Полный период фазового кода Т„соответствует двум пачкам радиоимпульсов и равен удвоенному периоду повторения Т„восьмиимпульсных пачек. Радиоимпульсы„излучаемые РМ, имеют медленно нарастающий фронт (рис. 10.4, а), длительность которого близка к 80 мкс.
В место приема наряду с поверхностной приходит еще и пространственная волна, время запаздывания которой зависит от состояния ионосферы и электропроводности подстилающей поверхности на трассе распространения. Поэтому на вход приемника поступает не только поверхностный, но и пространственный сигнал, запаздывающий относительно первого на 35...50 мкс. В режиме точных измерений пространственный сигнал не может использоваться из-за нестабильности его параметров, поэтому измерение РНП производится по свободному от влияния пространственного сигнала участку фронта сигнала поверхностной волны. Измерению РНП предшествуют поиск сигнала и грубое измерение (допоиск) временнбго положения начального участка фронта сигнала, завершающиеся установкой селекторного импульса следящего измерителя фазы на начальный участок фронта. Чувствительным элементом следящего измерителя фазы является дискриминатор, вырабатывающий сигнал ошибки, пропорциональный сигнальному напряжению в момент появления селекторного импульса.
Селекторный импульс под действием сигнала ошибки занимает одно из устойчивых положений, соответствующих изменению знака сигнального напряжения (например, со знака «- на знак «+»), Эти положения обозначены на рис. 10.4, а цифрами 1, 2 и 3. Для исключения многозначности фазовых измерений РНП необходимо, чтобы селекторные импульсы следящих измерителей фазы сигналов ведущей и ведомых станций на- 430 Рис. 10.3. Временные диаграммы сигналов ИФРНС «Лоран-С» Рис. )0.4. формирование характерной точки огибающей в ИФРНС «Лоран-С» а — прииимаеммй радиоимпуаье; б — огибагошаи; и — двойное диффереивиро- ваиие огибаигщей ходил ись в одинаковых положениях относительно огибающих, т.
е. все они должны занимать одно из трех указанных на рисунке положений. Для обеспечения наименьшей погрешности фазовых измерений желательно, чтобы они занимали крайнее правое положение (положение 3 на рис. Н).4, а). Таким образом, устранение многозначности измерения РН П в ИФРНС сводится к распознаванию нескольких (в нашем примере трех) дискретных положений огибающей сигнального импульса относительно селекторного импульса следящей системы и установке последнего в рабочую точку (точка гв на рис.
!0.4, а). Для исключения влияния пространственного сигнала на выбор рабочей точки используют различные способы формирования характерной точки огибающей (рис. )0.4, б). Такой точкой может быть любая точка на огибающей сигнала, лишь бы ее положение во времени относительно сигнального импульса оставалось неизменным при изменении интенсивности сигнала поверхностной волны и не зависело от наличия сигнала пространственной волны. Например, один из способов формирования характерной точки основан на двухкратном дифференцировании огибаюшей сигнала, При этом образуется напряжение, форма которого соответствует второй производной от огибающей сигнала (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
