Власов И.Б. ГНСС (studmaket) (1151932)
Текст из файла
1. ÏÐÈÍÖÈÏÛ ÐÀÄÈÎÍÀÂÈÃÀÖÈÈ.ÐÀÄÈÎÍÀÂÈÃÀÖÈÎÍÍÛÅ ÑÈÑÒÅÌÛÍÀÇÅÌÍÎÃÎ ÁÀÇÈÐÎÂÀÍÈßÒåðìèí «íàâèãàöèÿ» (îò ëàò. navigo ïëûâó íà ñóäíå), ïîÿâèâøèéñÿ âðóññêîì ÿçûêå â ýïîõó Ïåòðà I, ïåðâîíà÷àëüíî îòíîñèëñÿ ê ìîðñêîìó ñóäîâîæäåíèþ.  íàñòîÿùåå âðåìÿ ýòîò òåðìèí îõâàòûâàåò øèðîêèé êðóãâèäîâ äåÿòåëüíîñòè ÷åëîâåêà, ñâÿçàííûõ ñ îïðåäåëåíèåì òåêóùåãî ìåñòîïîëîæåíèÿ ðàçëè÷íûõ ïîäâèæíûõ îáúåêòîâ äëÿ îáåñïå÷åíèÿ èõ äâèæåíèÿïî çàäàííûì òðàåêòîðèÿì èëè êîíòðîëÿ ýòèõ òðàåêòîðèé. Ðîäñòâåííîé íàâèãàöèè, êàê ïî ñîñòàâó ðåøàåìûõ çàäà÷ è ïî ñîñòàâó èñïîëüçóåìûõñðåäñòâ, ÿâëÿåòñÿ ïðîáëåìà îïðåäåëåíèÿ ïîëîæåíèÿ íà ìåñòíîñòè íåïîäâèæíûõ îáúåêòîâ (òîïîãåîäåçè÷åñêàÿ ïðèâÿçêà).Èñòî÷íèêàìè èíôîðìàöèè ïðè ðåøåíèè íàâèãàöèîííûõ çàäà÷ ìîãóòáûòü ðàçëè÷íûå ñîáûòèÿ è ÿâëåíèÿ åñòåñòâåííîãî è èñêóññòâåííîãî ïðîèñõîæäåíèÿ: àñòðîíîìè÷åñêèå äàííûå, ïàðàìåòðû è çàêîíû èçìåíåíèÿ ìàãíèòíîãî, ãðàâèòàöèîííîãî è ýëåêòðîìàãíèòíîãî ïîëåé, èíåðöèàëüíûå ÿâëåíèÿ â äâèæóùèõñÿ ìàññàõ è ò.
ï.Ñèñòåìû, èñïîëüçóþùèå äëÿ ðåøåíèÿ íàâèãàöèîííûõ çàäà÷ èñêóññòâåííûå ïîëÿ è äàííûå, ñîçäàííûå âíåøíèìè (íå áîðòîâûìè) èñòî÷íèêàìè, îòíîñÿòñÿ ê êëàññó íåàâòîíîìíûõ, â ïðîòèâíîì ñëó÷àå ê êëàññó àâòîíîìíûõ.1.1. Îñíîâíûå ïîíÿòèÿ è îïðåäåëåíèÿÐàäèîíàâèãàöèîííûìè íàçûâàþòñÿ ìåòîäû, â êîòîðûõ äëÿ ðåøåíèÿ çàäà÷è ìåñòîîïðåäåëåíèÿ (ïîçèöèîíèðîâàíèÿ) èñïîëüçóþòñÿ ðàäèîñèãíàëû âíåøíåãî èñêóññòâåííîãî èñòî÷íèêà ñ èçâåñòíûìè êîîðäèíàòàìè. Ðàäèîíàâèãàöèîííàÿ ñèñòåìà (ÐÍÑ) ñîâîêóïíîñòü ðàäèîóñòðîéñòâ è âñïîìîãàòåëüíûõ òåõíè÷åñêèõ ñðåäñòâ,ðàñïîëîæåííûõ íà îáúåêòå è âíå åãî, ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ ðåøåíèÿ çàäà÷ íàâèãàöèè. ñîîòâåòñòâèè ñ ïðèâåäåííîé âûøå êëàññèôèêàöèåé, ÐÍÑ îòíîñÿòñÿ ê êëàññó íåàâòîíîìíûõ.
(Òèïè÷íûì ïðèìåðîì àâòîíîìíûõñèñòåì ÿâëÿþòñÿ ñèñòåìû èíåðöèàëüíîé íàâèãàöèè.)7 çàâèñèìîñòè îò òîãî, ïîçâîëÿåò èëè íåò ðàññìàòðèâàåìûé ìåòîä íàâèãàöèè îäíîçíà÷íî îïðåäåëèòü ìåñòîïîëîæåíèå (ïîçèöèþ)îáúåêòà áåç ïðèâëå÷åíèÿ äàííûõ î åãî òðàåêòîðèè â ïðåäøåñòâóþùèå ìîìåíòû âðåìåíè, ðàçëè÷àþò ìåòîäû ïîçèöèîííîé è íåïîçèöèîííîé íàâèãàöèè [1].  íàñòîÿùåå âðåìÿ íàèáîëüøåå ðàñïðîñòðàíåíèå ïîëó÷èëè ïîçèöèîííûå ÐÍÑ, àâòîíîìíûå ñèñòåìû, êàê ïðàâèëî, ÿâëÿþòñÿ íåïîçèöèîííûìè. Ïåðñïåêòèâíûì íàïðàâëåíèåìñîâðåìåííîé íàâèãàöèîííîé òåõíèêè ÿâëÿåòñÿ êîìïëåêñèðîâàíèåàâòîíîìíûõ è íåàâòîíîìíûõ ñèñòåì, ÷òî ïîçâîëÿåò ðåàëèçîâàòü äîñòîèíñòâà êàæäîé èç íèõ è â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè ñêîìïåíñèðîâàòü íåäîñòàòêè (ïîäðîáíåå îá ýòîì ñì. ðàçä. 11).Îñíîâíûì ñîäåðæàíèåì çàäà÷è íàâèãàöèîííî-âðåìåííûõ îïðåäåëåíèé (ÍÂÎ) â ðàäèîíàâèãàöèè ÿâëÿåòñÿ îïðåäåëåíèå âåêòîðàñîñòîÿíèÿ (ÂÑ ) ïîòðåáèòåëÿ (îáúåêòà).
 êà÷åñòâå êîìïîíåíò ýòîãî âåêòîðà îáû÷íî ðàññìàòðèâàþò ïðîñòðàíñòâåííûå êîîðäèíàòûx, y, z ïîòðåáèòåëÿ, âðåìåííàÿ ïîïðàâêà τï øêàëû âðåìåíè ïîòðåáèòåëÿ îòíîñèòåëüíî ñèñòåìíîé øêàëû, à òàêæå ñîñòàâëÿþùèå âåêòîðà ñêîðîñòè x& , y& , z&.Ïåðå÷èñëåííûå âåëè÷èíû íå ìîãóò áûòü íåïîñðåäñòâåííî èçìåðåíû ðàäèîòåõíè÷åñêèìè ìåòîäàìè. Ïîýòîìó â ÐÍÑ ðåàëèçîâàí êîñâåííûé ìåòîä: èçìåðÿþòñÿ íåêîòîðûå ïàðàìåòðû ïðèíÿòîãî ðàäèîñèãíàëà ðàäèîíàâèãàöèîííûå ïàðàìåòðû (ÐÍÏ ): âðåìÿ åãî ïðèõîäà t, ôàçà ϕ èëè ðàçíîñòü ôàç ∆ϕ, äîïëåðîâñêèé ñäâèã ÷àñòîòûFÄ, àìïëèòóäà ñèãíàëà À è äð.
Èçìåðåííûì ÐÍÏ ñîïîñòàâëÿþòñÿôóíêöèîíàëüíî ñâÿçàííûå ñ íèìè âåëè÷èíû íàâèãàöèîííûå ïàðàìåòðû (ÍÏ), õàðàêòåðèçóþùèå ïîëîæåíèå ïîòðåáèòåëÿ îòíîñèòåëüíî èñòî÷íèêîâ íàâèãàöèîííûõ ñèãíàëîâ (îïîðíûõ ðàäèîíàâèãàöèîííûõ òî÷åê ÎÐÍÒ ): óãëû âèçèðîâàíèÿ ÎÐÍÒ, äàëüíîñòè R èëèðàçíîñòè äàëüíîñòåé ∆ R äî íåñêîëüêèõ ÎÐÍÒ, ðàäèàëüíûå èëè óãëîâûå ñêîðîñòè ïåðåìåùåíèÿ ïîòðåáèòåëÿ îòíîñèòåëüíî ÎÐÍÒè ò. ï. Ôóíêöèîíàëüíûå çàâèñèìîñòè, ñâÿçûâàþùèå ÐÍÏ è ÍÏ, ïîëó÷èëè íàçâàíèå íàâèãàöèîííûõ ôóíêöèé.
 îáùåì ñëó÷àå âèä íàâèãàöèîííûõ ôóíêöèé îïðåäåëÿåòñÿ ìíîãèìè ôàêòîðàìè: âèäîì ÍÏ,ïàðàìåòðàìè äâèæåíèÿ ÎÐÍÒ è ïîòðåáèòåëÿ, âûáðàííîé ñèñòåìîéêîîðäèíàò è ò. ä.Íàâèãàöèîííûå ïàðàìåòðû, ðàññ÷èòàííûå ñ ïîìîùüþ íàâèãàöèîííûõ ôóíêöèé, èñïîëüçóþòñÿ äëÿ îïðåäåëåíèÿ èñêîìûõ êîìïîíåíò ÂÑ.Ãåîìåòðè÷åñêîå ìåñòî òî÷åê ïðîñòðàíñòâà ñ îäèíàêîâûì çíà÷åíèåì íàâèãàöèîííîãî ïàðàìåòðà íàçûâàþò ïîâåðõíîñòüþ ïîëîæåíèÿ. Ïåðåñå÷åíèå äâóõ ïîâåðõíîñòåé ïîëîæåíèÿ îïðåäåëÿåò ëèíèþ8ïîëîæåíèÿ, ò. å. ãåîìåòðè÷åñêîå ìåñòî òî÷åê, ñîîòâåòñòâóþùèõ äâóìçíà÷åíèÿì äâóõ íàâèãàöèîííûõ ïàðàìåòðîâ. Ìåñòîïîëîæåíèå ïîòðåáèòåëÿ îïðåäåëÿåòñÿ êîîðäèíàòàìè òî÷êè ïåðåñå÷åíèÿ òðåõ ïîâåðõíîñòåé ïîëîæåíèÿ èëè äâóõ ëèíèé ïîëîæåíèÿ.
Åñëè èç-çà íåîäíîçíà÷íîñòè èçìåðåíèé ëèíèè ïîëîæåíèÿ ïåðåñåêàþòñÿ áîëåå ÷åìâ îäíîé òî÷êå, òî íåîáõîäèìî èñïîëüçîâàòü äîïîëíèòåëüíóþ ïîâåðõíîñòü ïîëîæåíèÿ èëè àïðèîðíóþ èíôîðìàöèþ, ïîçâîëÿþùèåîòñåëåêòèðîâàòü èñòèííîå ïîëîæåíèå îò ëîæíûõ [2].1.2. Ïðèíöèïû ðàäèîíàâèãàöèîííûõ èçìåðåíèé1.2.1. Óãëîìåðíûå ìåòîäûÔóíäàìåíòàëüíûìè ñâîéñòâàìè ðàäèîâîëí, ëåæàùèìè â îñíîâåâñåõ ðàäèîíàâèãàöèîííûõ (à òàêæå è ðàäèîëîêàöèîííûõ) èçìåðåíèé, ÿâëÿåòñÿ ïðÿìîëèíåéíîñòü è ïîñòîÿíñòâî ñêîðîñòè èõ ðàñïðîñòðàíåíèÿ â ñâîáîäíîì ïðîñòðàíñòâå.Ïðèíöèïèàëüíàÿ âîçìîæíîñòü íàâèãàöèè ñ èñïîëüçîâàíèåì ðàäèîñèãíàëîâ ñòàëà î÷åâèäíîé ïðàêòè÷åñêè îäíîâðåìåííî ñ ïåðâûìè óäà÷íûìè îïûòàìè À.Ñ.
Ïîïîâà ïî ðàäèîñâÿçè, ïîñêîëüêó â õîäåýòèõ îïûòîâ áûëà óñòàíîâëåíà âîçìîæíîñòü îïðåäåëåíèÿ íàïðàâëåíèÿ ïðèõîäà ðàäèîâîëí. Ïîýòîìó â ïåðâûõ íàøåäøèõ ïðàêòè÷åñêîå ïðèìåíåíèå ÐÍÑ èñïîëüçîâàëèñü óãëîìåðíûå ìåòîäû ìåñòîîïðåäåëåíèÿ, â îñíîâå êîòîðûõ ëåæèò ñâîéñòâî íàïðàâëåííîãîèçëó÷åíèÿ è ïðèåìà ñèãíàëîâ ñ ïîìîùüþ ñîîòâåòñòâóþùèõ àíòåíí.Ðàçëè÷àþò äâà âàðèàíòà óãëîìåðíûõ ìåòîäîâ: ðàäèîïåëåíãàòîðíûéè ðàäèîìàÿ÷íûé [3]. ðàäèîïåëåíãàòîðíîé ñèñòåìå àíòåííà ïðèåìíèêà (ïåëåíãàòîðà Ï) ÿâëÿåòñÿ íàïðàâëåííîé, à ïåðåäàò÷èê (ðàäèîìàÿê ÐÌ) èìååò íåíàïðàâëåííóþ àíòåííó (ðèñ.
1.1, à).  ïðîñòåéøåì ñëó÷àå ïåëåíãàöèÿ ìîæåò îñóùåñòâëÿòüñÿ ïî ìàêñèìóìàëüíîìó ñèãíàëó, ïðèíÿòîìó ðàìî÷íîé èëè äèïîëüíîé àíòåííîé, îäíàêî â íàñòîÿùååâðåìÿ ÷àùå èñïîëüçóþòñÿ ìíîãîýëåìåíòíûå èëè ñêàíèðóþùèå àíòåííû, ïîçâîëÿâøèå ðåàëèçîâàòü áîëåå òî÷íûé ìåòîä ðàâíîñèãíàëüíîé çîíû.Åñëè äëÿ ïðîñòîòû ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ïåëåíãàòîð è ÐÌ ðàñïîëîæåíû â îäíîé ïëîñêîñòè, òî íàïðàâëåíèå íà ÐÌ õàðàêòåðèçóåòñÿ ïåëåíãîì α1. Åñëè ïåëåíã îòñ÷èòûâàåòñÿ îò ãåîãðàôè÷åñêîãîìåðèäèàíà (íàïðàâëåíèÿ ñåâåðþã), òî óãîë α1 íàçûâàþò àçèìóòîì, èëè èñòèííûì ïåëåíãîì. (Ñëåäóåò èìåòü â âèäó, ÷òî èíîãäààçèìóòîì íàçûâàþò óãîë, îòñ÷èòàííûé â ãîðèçîíòàëüíîé ïëîñêîñòè9Ðèñ.
1.1. Ñõåìû ðàäèîïåëåíãàòîðíîãî (à) è ðàäèîìàÿ÷íîãî (á) ìåòîäîâ íàâèãàöèîííûõ èçìåðåíèé:Ï ïåëåíãàòîð; ÐÌ ðàäèîìàÿêîò ëþáîãî íàïðàâëåíèÿ, ïðèíÿòîãî çà íóëåâîå.) Î÷åâèäíî, ÷òî ëèíèåé ïîëîæåíèÿ â äàííîì ñëó÷àå ÿâëÿåòñÿ ëó÷, ñîâïàäàþùèé ñýëåêòðè÷åñêîé îñüþ äèàãðàììû íàïðàâëåííîñòè àíòåííû (ÄÍÀ)ïåëåíãàòîðà è îáðàçóþùèé óãîë α1 ñ ëèíèåé íóëåâîãî îòñ÷åòà. Íàïðàêòèêå ïðè ðàñïîëîæåíèè ïåëåíãàòîðà è ÐÌ íà çåìíîé ïîâåðõíîñòè ëèíèåé ïîëîæåíèÿ áóäåò îðòîäðîìèÿ äóãà áîëüøîãî êðóãà, ïðîõîäÿùåãî ÷åðåç òî÷êè èõ ðàñïîëîæåíèÿ.
 òðåõìåðíîì ïðîñòðàíñòâå ïîâåðõíîñòü ïîëîæåíèÿ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïëîñêîñòü,ñîäåðæàùóþ ëèíèþ ïîëîæåíèÿ è ïåðïåíäèêóëÿðíóþ ïîâåðõíîñòè Çåìëè. ðàäèîìàÿ÷íûõ ñèñòåìàõ íàïðàâëåííîé ÿâëÿåòñÿ àíòåííà ÐÌ,ïîòðåáèòåëü èñïîëüçóåò íåíàïðàâëåííóþ àíòåííó.  ýòîì ñëó÷àå ïåëåíãàòîð èçìåðÿåò îáðàòíûé ïåëåíã α0 îòíîñèòåëüíî íóëåâîãî íàïðàâëåíèÿ, ïðîõîäÿùåãî ÷åðåç òî÷êó íàõîæäåíèÿ ÐÌ. Îáû÷íî àíòåííà ÐÌ âðàùàåòñÿ (ñêàíèðóåò) ñ ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ, èçâåñòíîéïåëåíãàòîðó.  ìîìåíò ñîâïàäåíèÿ îñè ÄÍÀ ñ íóëåâûì (íàïðèìåð,ñåâåðíûì) íàïðàâëåíèåì äîïîëíèòåëüíàÿ íåíàïðàâëåííàÿ àíòåííàÐÌ èçëó÷àåò ñïåöèàëüíûé êîðîòêèé «íóëåâîé» ñèãíàë, ïðèíèìàåìûé ïåëåíãàòîðîì è îïðåäåëÿþùèé íà÷àëî îòñ÷åòà óãëîâ.
Ôèêñèðóÿ ìîìåíò ñîâïàäåíèÿ îñè ÄÍÀ ÐÌ ñ íàïðàâëåíèåì íà ïåëåíãàòîð Ï (íàïðèìåð, ïî ìàêñèìóìó àìïëèòóäû ïðèíèìàåìîãî ñèãíàëà), ìîæíî âû÷èñëèòü îáðàòíûé ïåëåíã, êîòîðûé ïðîïîðöèîíàëåíèíòåðâàëó âðåìåíè ìåæäó âðåìåíåì ïðèåìà íóëåâîãî è ìàêñèìàëüíîãî ñèãíàëîâ.Î÷åâèäíî, ÷òî äëÿ îïðåäåëåíèÿ êîîðäèíàò ïîòðåáèòåëÿ íà ïëîñêîñòè êàê ðàäèîïåëåíãàòîðíûì, òàê è ðàäèîìàÿ÷íûì ñïîñîáîì, íåîáõîäèìî îïðåäåëèòü ïåëåíãè äâóõ ÐÌ, ïðè÷åì ñîåäèíÿþùàÿ èõ10ïðÿìàÿ íå äîëæíà ïðîõîäèòü ÷åðåç ïåëåíãàòîð (ðèñ. 1.2).
Òðåõìåðíîå ìåñòîîïðåäåëåíèå âîçìîæíî òîëüêî çà ñ÷åò ïðèâëå÷åíèÿäîïîëíèòåëüíûõ èñòî÷íèêîâ èíôîðìàöèè,íàïðèìåð, áàðîìåòðè÷åñêîãî èëè ðàäèîâûñîòîìåðà.Ðàäèîïåëåíãàòîðíûå è ðàäèîìàÿ÷íûå ñèñòåìû ïîëó÷èëè øèðîêîå ïðèìåíåíèå â ñóäîâîæäåíèè è â àýðîíàâèãàöèè.  íàñòîÿùååâðåìÿ â ìèðå èñïîëüçóåòñÿ äåñÿòêè òûñÿ÷ ñóäîâûõ è àýðîíàâèãàöèîííûõ ðàäèîìàÿêîâ, âòîì ÷èñëå ñ àêòèâíûì îòâåòîì, ïîçâîëÿþùèõ îïðåäåëèòü íå òîëüêî íàïðàâëåíèå íàìàÿê, íî è äàëüíîñòü äî íåãî.Ðèñ.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
