Власов И.Б. ГНСС (studmaket) (1151932), страница 2
Текст из файла (страница 2)
1.2. Ñõåìà îïðåäåëåíèÿ êîîðäèíàò îáúåêòà íà ïëîñêîñòè ðàäèîìàÿ÷íûì ìåòîäîì:Ï ïåëåíãàòîð; ÐÌ ðàäèîìàÿê1.2.2. Äàëüíîìåðíûå ìåòîäûÎãðàíè÷åíèÿ, ïðèñóùèå ñèñòåìàì, èñïîëüçóþùèì àìïëèòóäíûåìåòîäû ïåëåíãàöèè, îáóñëîâëåíû òåì, ÷òî ïîãðåøíîñòü ìåñòîîïðåäåëåíèÿ â íèõ áûñòðî âîçðàñòàåò ñ óâåëè÷åíèåì ðàññòîÿíèÿ äîèñòî÷íèêà ñèãíàëà. Äåéñòâèòåëüíî, äàæåïðè äîïóùåíèè, ÷òî óãëîâàÿ ïîãðåøíîñòüïåëåíãàöèè èñòî÷íèêà íå çàâèñèò îò äàëüíîñòè äî íåãî, ñîîòâåòñòâóþùàÿ ëèíåéíàÿïîãðåøíîñòü âîçðàñòàåò ïðîïîðöèîíàëüíîðàññòîÿíèþ (ðèñ. 1.3). Íà ïðàêòèêå óãëîâàÿ ïîãðåøíîñòü òàêæå âîçðàñòàåò âñëåäñòâèå óìåíüøåíèÿ ìîùíîñòè ñèãíàëà, êîòîðàÿ ïàäàåò ïðîïîðöèîíàëüíî êâàäðàòóäàëüíîñòè.  èòîãå, ïðè ðàññòîÿíèÿõ ïîðÿäêà ñîòíè êèëîìåòðîâ è áîëåå, òî÷íîñòüàìïëèòóäíîé ïåëåíãàöèè îêàçûâàåòñÿ íå- Ðèñ. 1.3.
Çàâèñèìîñòü ëèíåéíîé îøèáêè ðàäèîïåïðèåìëåìî íèçêîé.Ñ ó÷åòîì ýòîãî â 1930-å ãîäû áûëè íà- ëåíãàòîðíûõ èçìåðåíèéîò äàëüíîñòè:÷àòû ðàçðàáîòêè ÐÍÑ, èñïîëüçóþùèõ áîÐÌ ðàäèîìàÿêëåå ñîâåðøåííûå ìåòîäû íàâèãàöèîííûõîïðåäåëåíèé, îñíîâàííûå íà èçìåðåíèèâðåìåíè ïðèõîäà (çàäåðæêè) ñèãíàëîâ, ïðèíÿòûõ ïîòðåáèòåëåì îòíåñêîëüêèõ èñòî÷íèêîâ (ÎÐÍÒ), ò. å.
â êîíå÷íîì ñ÷åòå äàëüíîñòèäî íèõ. Èíòåðåñíî îòìåòèòü, ÷òî ïåðâûå äàëüíîìåðíûå ÐÍÑ òàêæå, êàê è ïåðâûå ðàäèîëîêàòîðû, èñïîëüçîâàëè íåïðåðûâíûå ñèãíàëû è ôàçîâûå (ðàäèîèíòåðôåðîìåòðè÷åñêèå) ìåòîäû èçìåðåíèé11è ëèøü çàòåì ïîÿâèëèñü èìïóëüñíûå äàëüíîìåðû, ïîëó÷èâøèå íàèáîëüøåå ðàñïðîñòðàíåíèå.Áîëüøîé âêëàä â ðàçâèòèå äàëüíîìåðíûõ ÐÍÑ è ÐËÑ âíåñëè ñîâåòñêèå ó÷åíûå Ë.È. Ìàíäåëüøòàì, Í.Ä. Ïàïàëåêñè, Å.ß. Ùåãîëåâ,Þ.Á. Êîáçàðåâ è äðóãèå. Àïïàðàòóðà, ðåàëèçóþùàÿ ïðåäëîæåííûéè çàïàòåíòîâàííûé Ë.È. Ìàíäåëüøòàìîì, Í.Ä. Ïàïàëåêñè è Å.ß. Ùåãîëåâûì «Ñïîñîá îïðåäåëåíèÿ ðàññòîÿíèÿ ìåæäó äâóìÿ ïóíêòàìèïðè ïîìîùè ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí», êîòîðûé îñíîâàí íà èçìåðåíèè â òî÷êå íàáëþäåíèÿ ðàçíîñòè ôàç ñèãíàëîâ, ïðèíèìàåìûõ îòäâóõ èñòî÷íèêîâ, íàøëà ïðàêòè÷åñêîå ïðèìåíåíèå. Òàê, â Âåëèêîáðèòàíèè áûëà ñîçäàíà ñèñòåìà «Äåêà», îáåñïå÷èâàâøàÿ ñóäîâîæäåíèå ïðè óäàëåíèè îò áåðåãà äî 500 êì.  ÷àñòíîñòè, ýòà ñèñòåìàèñïîëüçîâàëàñü äëÿ óïðàâëåíèÿ êîðàáëÿìè è ñóäàìè, ó÷àñòâîâàâøèìè â áîåâîé îïåðàöèè ïî âûñàäêå äåñàíòà ñîþçíûõ âîéñê â Íîðìàíäèè.Îäíàêî â ïîëíîì ñìûñëå ìàññîâîå ïðèìåíåíèå ÐÍÑ íà÷àëîñü âïåðèîä Âòîðîé ìèðîâîé âîéíû ñ ñîçäàíèåì â ÑØÀ ðàçíîñòíî-äàëüíîìåðíîé ñèñòåìû «Ëîðàí» (LORAN Long Range Aid to Navigation íàâèãàöèîííîå îáîðóäîâàíèå äàëüíåãî ðàäèóñà äåéñòâèÿ).
 ýòîòæå ïåðèîä â Ãåðìàíèè áûëà ñîçäàíà ñõîäíàÿ ïî ïðèíöèïó äåéñòâèÿñèñòåìà «Êîíñîë». Îäíàêî ïîñëå çàâåðøåíèÿ âîéíû åå ôóíêöèîíèðîâàíèå è äàëüíåéøåå ðàçâèòèå áûëè ïðåêðàùåíû.Ïðèíöèï äåéñòâèÿ ðàçíîñòíî-äàëüíîìåðíîé ÐÍÑ ñîñòîèò â èçìåðåíèè â òî÷êå ïðèåìà ðàçíîñòè âðåìåíè ïðèõîäà èìïóëüñíûõ ðàäèîñèãíàëîâ, èçëó÷àåìûõ äâóìÿ èëè áîëåå ïåðåäàþùèìè ñòàíöèÿìè â ñèíõðîíèçèðîâàííûå ìîìåíòû âðåìåíè. Èçìåðåíèå ðàçíîñòèðàññòîÿíèé ∆R = R1 R2 äî äâóõ ñòàíöèé, ïðîïîðöèîíàëüíîé âðåìåííîìó ñäâèãó ∆τ ïðèíÿòûõ îò íèõ ñèãíàëîâ, ïîçâîëÿåò íàéòè ïîâåðõíîñòü ïîëîæåíèÿ, èìåþùóþ âèä ãèïåðáîëîèäà âðàùåíèÿ.
Ïåðåñå÷åíèå ïîâåðõíîñòè ïîëîæåíèÿ ñ ïîâåðõíîñòüþ Çåìëè ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ãèïåðáîëó ∆ R = const, â ôîêóñàõ êîòîðîé ðàñïîëîæåíûïåðåäàþùèå ñòàíöèè, ïîýòîìó ÐÍÑ ýòîãî êëàññà ÷àñòî íàçûâàþòãèïåðáîëè÷åñêèìè. Ïîñêîëüêó êîîðäèíàòû ïåðåäàþùèõ ñòàíöèé èçâåñòíû ïîòðåáèòåëþ, äëÿ îïðåäåëåíèÿ ñâîåãî ìåñòîïîëîæåíèÿ, îíäîëæåí, âû÷èñëèâ ðàçíîñòü âðåìåíè ïðèõîäà ñèãíàëà îò äâóõ ïàðïåðåäàþùèõ ñòàíöèé, íàéòè òî÷êó ïåðåñå÷åíèÿ ñîîòâåòñòâóþùèõäâóõ ãèïåðáîë (ðèñ. 1.4). Ïîòðåáèòåëüñêèå ïðèåìîèíäèêàòîðû ðàçíîñòíî-äàëüíîìåðíûõ ÐÍÑ îáû÷íî ñíàáæàþòñÿ øàáëîíàìè, íà êîòîðûõ íàíåñåíû ñåìåéñòâà ãèïåðáîë, ñîîòâåòñòâóþùèõ ðàçëè÷íûìçíà÷åíèÿì ïàðàìåòðà ∆τ äëÿ èñïîëüçóåìîé êîìáèíàöèè («öåïî÷êè»)ñòàíöèé [3 5].12Ðèñ.
1.4. ÐÍÑ íàçåìíîãî áàçèðîâàíèÿ «Ëîðàí-Ñ» (ÑØÀ), «×àéêà» (ÐÔ):Ï ïîòðåáèòåëüÑèñòåìà «Ëîðàí» èìåëà äâå îñíîâíûå ìîäèôèêàöèè: «Ëîðàí-À»è «Ëîðàí-Ñ». Ïîÿâèâøàÿñÿ ïåðâîé, ñèñòåìà «Ëîðàí-À» èñïîëüçîâàëà äëÿ èçìåðåíèÿ âðåìåííûõ èíòåðâàëîâ îãèáàþùóþ ïðèíÿòûõèìïóëüñíûõ ñèãíàëîâ. Öåïî÷êà ñòàíöèé «Ëîðàí-À» îáû÷íî ñîñòîÿëà èç òðåõ ïåðåäàþùèõ ñòàíöèé: âåäóùåé è äâóõ âåäîìûõ. Ïðèíöèï ñèíõðîíèçàöèè ñèñòåìû ïðåäóñìàòðèâàë, ÷òî âåäîìûå ñòàíöèèèçëó÷àëè ñèãíàëû â ìîìåíò ïîñòóïëåíèÿ íà íèõ èìïóëüñà âåäóùåéñòàíöèè. Òàêèì ñïîñîáîì óñòðàíÿëàñü íåîäíîçíà÷íîñòü èçìåðåíèé,ñâÿçàííàÿ ñ òåì, ÷òî â îáùåì ñëó÷àå ãèïåðáîëû ìîãóò èìåòü íåñêîëüêî òî÷åê ïåðåñå÷åíèÿ. Ñòàíöèè ðàñïîëàãàëèñü íà ðàññòîÿíèèíåñêîëüêèõ ñîòåí êèëîìåòðîâ è èñïîëüçîâàëè ïÿòü ôèêñèðîâàííûõ÷àñòîòíûõ êàíàëîâ â äèàïàçîíå ñðåäíèõ âîëí 154 172 ì.
Äàëüíîñòü äåéñòâèÿ ñèñòåìû «Ëîðàí-À» â çàâèñèìîñòè îò âðåìåíè ñóòîê ñîñòàâëÿëà 1000 2500 êì, à ïîãðåøíîñòü ìåñòîîïðåäåëåíèÿ 1 10 êì. Äëÿ ïîâûøåíèÿ òî÷íîñòè èñïîëüçîâàëñÿ ìåòîä, îñíîâàííûé íà ïðèåìå ñèãíàëîâ áîëåå ÷åì äâóõ ïàð ñòàíöèé è âûáîðå ãèïåðáîë, ïåðåñåêàþùèõñÿ ïîä óãëîì, áëèçêèì ê ïðÿìîìó.Äàëüíåéøèì ðàçâèòèåì ýòîãî íàïðàâëåíèÿ ÐÍÑ ÿâèëàñü ñèñòåìà «Ëîðàí-Ñ».
Åå îñíîâíîå îòëè÷èå îò ñèñòåìû «Ëîðàí-À» ñîñòîèò â òîì, ÷òî äëÿ èçìåðåíèÿ ðàçíîñòè âðåìåíè ïðèõîäà ñèãíàëîâ âíåé èñïîëüçóåòñÿ íå òîëüêî îãèáàþùàÿ ïðèíÿòîãî èìïóëüñíîãî ñèãíàëà, íî è ôàçà êîëåáàíèé åãî íåñóùåé ÷àñòîòû (100 êÃö). Ó÷åòôàçîâîé èíôîðìàöèè ïîçâîëèë óìåíüøèòü ïîãðåøíîñòü ìåñòîîïðåäåëåíèÿ ïðèìåðíî äî 100 ì. Äàëüíîñòü äåéñòâèÿ ñèñòåìû «Ëîðàí-Ñ» ïðè âûñîòå ïîäúåìà àíòåíí îêîëî 200 ì äîñòèãàëà 4000 êì.Äî ïîÿâëåíèÿ ñïóòíèêîâîé ðàäèîíàâèãàöèè ñèñòåìà «Ëîðàí» ÿâëÿ13ëàñü íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûì ñðåäñòâîì ðàäèîíàâèãàöèè. ÑÑÑÐ áûëà ñîçäàíà ñóùåñòâóþùàÿ äî íàñòîÿùåãî âðåìåíè ãèïåðáîëè÷åñêàÿ ñèñòåìà íàâèãàöèè «×àéêà», àíàëîãè÷íàÿ ñèñòåìå«Ëîðàí-Ñ» (ðèñ.
1.5).Ðèñ. 1.5. Çîíû äåéñòâèÿ ÐÍÑ «Ëîðàí» è «×àéêà»Íàðÿäó ñ èìïóëüñíûìè ñèñòåìàìè â ïîñëåâîåííûå ãîäû ïðîäîëæàëè ðàçâèâàòüñÿ ôàçîâûå ÐÍÑ: óæå óïîìèíàâøàÿñÿ âûøå«Äåêà» è ðàçðàáîòàííàÿ â êîíöå 1960-õ ãîäîâ ãëîáàëüíàÿ ñèñòåìà«Îìåãà». Îñîáåííîñòü ïîñëåäíåé ñîñòîÿëà â òîì, ÷òî ñèíõðîíèçàöèÿ âñåõ ïåðåäàþùèõ ñòàíöèé îñóùåñòâëÿëàñü îò åäèíîãî ýòàëîíàâñåìèðíîãî âðåìåíè, ÷òî îáåñïå÷èëî íåçàâèñèìîñòü èõ ðàáîòû èïîâûñèëî òî÷íîñòü ôàçîâûõ èçìåðåíèé.  ñîñòàâ ñèñòåìû «Îìåãà»âîøëè âîñåìü ñòàíöèé, ðàñïîëîæåííûõ â ÑØÀ, ßïîíèè, Íîðâåãèè, Àðãåíòèíå, Ëèáåðèè, íà Ãàâàéñêèõ îñòðîâàõ è î.
Ðåþíüîí. Âûñîòà ìà÷ò àíòåííûõ ñèñòåì ýòèõ ñòàíöèé ñîñòàâëÿëà 350 400 ì,÷òî îáåñïå÷èëî äàëüíîñòü äåéñòâèÿ ñèñòåìû äî 10 òûñ. êì.  ýòîæå âðåìÿ äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ñóäîâîæäåíèÿ â àðêòè÷åñêèõ ðàéîíàõ âÑÑÑÐ áûëà ââåäåíà â ñòðîé ôàçîâàÿ ÐÍÑ âûñîêîé òî÷íîñòè ÐÑÂÒñ äàëüíîñòüþ äåéñòâèÿ â ïðåäåëàõ 1000 êì, à òàêæå ñèñòåìà äàëüíåãî äåéñòâèÿ ÐÑÄÍ-20 «Ìàðøðóò», ðàáîòàþùàÿ â ñâåðõäëèííîâîëíîâîì äèàïàçîíå.Ïðèíöèï äåéñòâèÿ ÐÍÑ «Îìåãà» (ÑØÀ) è ÐÑÄÍ (ÐÔ) ðàçíîñòíî-äàëüíîìåðíûé: ïðîèçâîäèòñÿ èçìåðåíèå ìèíèìóì äâóõ ðàçíîñòåé äàëüíîñòåé îòíîñèòåëüíî òðåõ ñòàíöèé; ëèíèè ïîëîæåíèÿ 14ãèïåðáîëû; ïåðåñå÷åíèå äâóõ ëèíèé ïîëîæåíèÿ îïðåäåëÿåò ïëàíîâûå êîîðäèíàòû ïîëüçîâàíèÿ.Îñíîâíûå òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ÐÍÑ «Îìåãà» è ÐÑÄÍ: ìîùíîñòü èçëó÷åíèÿ 500 êÂò; íåñóùàÿ ÷àñòîòà 10,2...13,6 êÃö; ðåæèì ðàáîòû èìïóëüñíûé; òî÷íîñòü ïîçèöèîíèðîâàíèÿ (2σ) 3,6...7,2 êì; ïîêðûòèå ãëîáàëüíîå.Êîíòðîëüíûå âîïðîñû1.
Êëàññèôèêàöèÿ íàâèãàöèîííûõ ñèñòåì. Àâòîíîìíûå è íåàâòîíîìíûå, ïîçèöèîííûå è íåïîçèöèîííûå ñèñòåìû. Îñîáåííîñòè ÐÍÑ.2. Îñíîâíûå ïîíÿòèÿ ðàäèîíàâèãàöèè: âåêòîð ñîñòîÿíèÿ, ÎÐÍÒ, ïîâåðõíîñòü è ëèíèÿ ïîëîæåíèÿ, ðàäèîíàâèãàöèîííûå è íàâèãàöèîííûå ïàðàìåòðû, íàâèãàöèîííûå ôóíêöèè.3. Óãëîìåðíûå (ðàäèîìàÿ÷íûé è ðàäèîïåëåíãàöèîííûé) ìåòîäû ðàäèîíàâèãàöèè.4.
×òî òàêîå èñòèííûé è îáðàòíûé ïåëåíã?5. Êàê çàâèñèò îò äàëüíîñòè ëèíåéíàÿ îøèáêà â ðàäèîïåëåíãàòîðàõ,÷òî åùå âëèÿåò íà èõ òî÷íîñòü?6. Äàëüíîìåðíûå (èìïóëüñíûé è ôàçîìåòðè÷åñêèé) ìåòîäû ðàäèîíàâèãàöèè.7. Ðàçíîñòíî-äàëüíîìåðíûå (ãèïåðáîëè÷åñêèå) ñèñòåìû, ïðèíöèï äåéñòâèÿ ÐÍÑ «Ëîðàí», îñîáåííîñòè ÐÍÑ «Ëîðàí-À», «Ëîðàí-Ñ», «×àéêà».152. ÑÏÓÒÍÈÊÎÂÛÅ ÐÍÑ. ÈÑÒÎÐÈß ÑÎÇÄÀÍÈß,ÏÐÈÍÖÈÏÛ ÏÎÑÒÐÎÅÍÈß È ÔÓÍÊÖÈÎÍÈÐÎÂÀÍÈßÏðèíöèïû íàâèãàöèîííûõ èçìåðåíèé, ñòàòèñòè÷åñêèå ìåòîäû îáðàáîòêè ñèãíàëîâ è äðóãèå ðåøåíèÿ, ðàçðàáîòàííûå ïðèìåíèòåëüíî ê ÐÍÑ íàçåìíîãî áàçèðîâàíèÿ, ÿâèëèñü íàó÷íî-òåõíè÷åñêèì ôóíäàìåíòîì äëÿ ïðîåêòèðîâàíèÿ ñïóòíèêîâûõ ÐÍÑ (ÑÐÍÑ). Òåì íå ìåíåå ñóùåñòâóåò ðÿä ïðè÷èí, ïîçâîëÿþùèõ óòâåðæäàòü, ÷òî ÑÐÍÑ, ïî-ñóùåñòâó, îòêðûëè íîâóþýðó â ðàäèîíàâèãàöèè.Âî-ïåðâûõ, ëþáàÿ ÐÍÑ íàçåìíîãî áàçèðîâàíèÿ îñòàâàëàñü ëîêàëüíîé,ïîñêîëüêó åå ÎÐÍÒ ìîãëè áûòü ðàçìåùåíû òîëüêî íà òåððèòîðèè ñâîåéñòðàíû èëè äðóæåñòâåííîãî ãîñóäàðñòâà, à îãðîìíûå ïðîñòðàíñòâà îêåàíîâ ïîëíîñòüþ íå «ïîêðûâàëèñü» äàæå íàèáîëåå ìîùíûìè ïåðåäàò÷èêàìè ÐÍÑ «Ëîðàí-Ñ» è «Îìåãà».
Ïðè ýòîì âáëèçè òî÷åê íàõîæäåíèÿ ïåðåäàò÷èêîâ èõ ìîùíîñòü ïðåäñòàâëÿëà ðåàëüíóþ îïàñíîñòü äëÿ ëþäåé è îêðóæàþùåé ñðåäû.Èñòèííóþ ãëîáàëüíîñòü ðàäèîíàâèãàöèîííîãî ïîëÿ ìîãëè îáåñïå÷èòüòîëüêî ïåðåäàò÷èêè ñèãíàëîâ, ðàçìåùåííûå íà èñêóññòâåííûõ ñïóòíèêàõÇåìëè (ÈÑÇ).Âî-âòîðûõ, ïî ìåðå ðîñòà èíòåíñèâíîñòè âîçäóøíîãî äâèæåíèÿ æèçíåííóþ âàæíîñòü ïðèîáðåòàåò èíôîðìàöèÿ îá àáñîëþòíîé âûñîòå ïîëåòà, â òî âðåìÿ êàê òðàäèöèîííûå áîðòîâûå ñðåäñòâà ðàäèîíàâèãàöèè (ðàäèî- è ëàçåðíûå âûñîòîìåðû) èçìåðÿþò âûñîòó îòíîñèòåëüíî ïîâåðõíîñòè, íàõîäÿùåéñÿ ïîä ñàìîëåòîì â äàííûé ìîìåíò.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
