РАЗНОСТНО-ДАЛЬНОМЕРНЫЕ. РАДИОНАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ. Характеристика разностно-дальномерных. радионавигационных систем
Разностно-дальномерные радионавигационные системы (РСДН) предназначены для определения текущих координат вертолета по сигналам наземных станций этих систем.
Система состоит из нескольких (три и более) наземных станций, координаты которых известны, и бортового приемоиндикаторного вычислительного устройства. С его помощью обеспечивается определение разности расстояний от вертолета до двух наземных станций. По измеренной разности расстояний определяется линия положения вертолета, которая называется линией равных разностей расстояний (ЛРРР). На плоскости ЛРРР представляет собой гиперболу, в связи с чем системы называются гиперболическими. Для определения места вертолета необходимо иметь не менее двух линий положения, поэтому система должна иметь не менее трех станций, образующих единую группу.
Одна из трех наземных станций является ведущей, а две другие ведомыми. Ведущая станция синхронизирует работу ведомых станций, обеспечивая согласованные режимы излучения по времени и частоте всех станций. Совокупность ведущей и работающих с ней ведомых станций называется цепочкой. Цепочки станций, как правило, включают в свой состав от трех до пяти станций. Каждой станции присваивается порядковый номер. Цепочки наземных станций могут быть стационарного и подвижного варианта.
Расстояние между наземными станциями называется базой. База может быть от 300 до нескольких тысяч километров. Ведомые станции располагаются по обе стороны от ведущей станции примерно на одинаковых базовых расстояниях.
Все наземные станции представляют собой радиопередающие устройства с антеннами ненаправленного действия.
Принцип измерения разности расстояний основывается на измерении бортовым приемоиндикаторным устройством разности времени распространения радиоволн от двух наземных станций до вертолета. Измерение временных разностей осуществляется импульсным, фазовым и импульсно-фазовым методом.
При импульсном методе измерения временной разности каждая станция излучает сигнал, состоящий из пачки импульсов. Пачка состоит из восьми импульсов с временным интервалом между импульсами в 1000 мкс. Ведущая станция излучает через 1890 мкс девятый импульс, корректирующий работу наземных станций. Период повторения пачек импульсов у разных цепочек
разный (от 50 000 до 100 000 мкс), что обеспечивает различие цепочек.
Сигнал, излучаемый ведущей станцией Л, принимается на вертолете через время, равное /і (рис. 9.1): /і=Ді/с, где Ді — расстояние от станции А до вертолета; с — скорость распространения радиоволн.
Ведомая станция Б принимает сигнал ведущей станции через время їаб и излучает собственный сигнал не сразу, а с некоторой кодовой задержкой tK, постоянной для данной станции (для ее различения).
Излучаемые Принимаемые
сигналы сигналы на’ вертолете
cm. А cm. В от cm. А от cm. Б
Рис. 9.1. Принцип определения линии положения с помощью РСДН |
Сигнал, излученный ведомой станцией 5, принимается на вертолете через время t2, равное t2= Д2/с.
Бортовое приемоиндикаторное устройство принимает сигналы от двух станций, обрабатывает и индицирует в цифровой форме разность времени их прихода Дт.
Дт= (^АБ + ^к) —ti. (9.1)
Таким образом, измеренная на вертолете Дт позволяет при постоянных И известных /аб И определить разность t2— ti = Дty следовательно, и линию положения вертолета, так как геометрический параметр линии положения АД связан с измеряемой физической величиной Дт соотношением АД = с At.
При использовании фазового метода для определения разности расстояний измеряется разность фаз Дф электромагнитных коле
баний, принимаемых от наземных станций. Разность расстояний от разности фаз выражается зависимостью
= (9.2)
где X — длина излучаемой электромагнитной волны.
Линия положения в полете определяется по специальным картам с нанесенными типографским способом изолиниями, соединяющими точки с одинаковой временной разностью. Линии положения каждой базы нанесены на карты различным цветом и оцифрованы в микросекундах.
Рис. 9.2. Принцип определения места вертолета с помощью РСДН |
При использовании ведущей и двух ведомых станций получаются две линии положения (рис. 9.2), пересечение которых позволяет находить место вертолета. В большинстве случаев линия положения находится интерполяцией между двумя линиями положения с ближайшими к измеренному значению номерами.
Бортовые приемоиндикаторы системы, работающие в комплексе с цифровым преобразователем координат (ПКЦ) или бортовой цифровой вычислительной машиной (БЦВМ) в навигационном комплексе вертолета, автоматически преобразовывают гиперболические координаты места вертолета в геодезические или ор — тодромические координаты и индицируют их на табло.
Гиперболические системы позволяют решать следующие навигационные задачи:
— осуществлять коррекцию счисленных координат вертолета;
— (определять координаты объектов противника;
— контролировать и исправлять путь вертолета по направлению и дальности;
— выводить вертолет в район цели и обеспечивать бомбометание, в том числе автономное (при наличии ПКЦ);
— определять навигационные элементы;
— обеспечивать построение маневра захода на посадку.
Основным достоинством гиперболических систем является высокая точность определения координат вертолета при полете на больших и предельно малых высотах при большой дальности действия. Поэтому гиперболическую систему называют радиотехнической системой дальней навигации (РСДН). Средняя квадратическая радиальная ошибка определения МВ равна 1500 м при расстоянии до ведущей станции 1000 км. Система РСДН обладает неограниченной пропускной способностью, возможностью использования на больших и предельно малых высотах, скрытностью определения МВ вследствие отсутствия передающего устройства на вертолете.