Влияние условий распространения радиоволн на характеристики радионавигационных средств

По закономерностям распростра­нения в земной атмосфере радиовол­ны принято разделять иа группы: прямолинейно распространяющиеся; поверхностные, пространственные и волноводного типа Эти закономер­ности сказываются на дальности дей — сгння РНС и точности измерения.

Рис 4 1. Далььость действия РИС КВ диапазона

Прямолинейно распространяющие­ся волны. Такое распространение свойственно метровым, тециметровым и сантиметровым радиоволнам, т. о. УКВ диапазону. Высокая степень прямолинейности имеет место в гори­зонтальной плоскости и меньшая — в вертикальной. Земная поверхность своей шарообразной формой и рель­ефом местности служит экраном на пути прямолинейного распростране­ния, и поэтому при отсхтствин реф­ракции в вертикальной плоскости дальность действия УКВ РНС ис превышает дальности прямой види мости Dub, а в условиях рсфрак ции — дальности радиовидимости D,,» Причем. Dmax ЯВЛЯЄТСЯ фуНК — ш. ей высоты полета, высоты антен­ны РНТ н характера пролетаемой местности Вследствие этого даль­ность действия РНС должна быть рассчитана для каждого эшелона и маршрута полета.

В практике самолетовождения принято определять Dm„x для рав­нинной и горной местностей

В радионавигации местность счи­тается равнинной, если в пределах горизонта выполняется утловие (рис. 4.1).

Н-л /*м ~Ь /*я > Н рел •

где —высота мачты антенной си­стемы: hа — абсолютная высота рель сфа в точке установления мачты ан­тенны; //рал — рельеф местности ИЭ у далении d, радногорнзокта.

В этом случае

Dmax = 4| 4“ д2 =

~ k (Т^^а. отн “1“ ~///пол. птн)•

ТДЄ //а. отн—/^а — //рел. //по л. оти ==: = // пол. абс — //рел. (ВЫСОТЫ беруТСЯ

н метрах, Dmax получается в километ­рах); к— коэффициент, учитывающий сферичность Земли и рефракцию ра- шонолн. При отсутствии рефракции fr=3,57, тогда Dmax^Dna. В услови­ях стандартной атмосферы 6 = 4,12 (нормальная рефракция) и Dmax^ ^D,.,. В воздушной навигации для получения гарантийной дальности расчеты часто выполняют при к — 3.7.

Так как обычно //пол»//», то не­редко считают

//пол. оти (4 4)

В некоторых источниках k берут ранным 113. 118 н 130 вместо 3,57;

1,7 и 4,12 соответственно. В этом случае высоты надо брать в километ­рах.

В радионавигации местность счи­тается горной, если в пределах гори­зонта

где Н р»л — высота местности («пре­пятствия») иа удалении dt от РНТ. В горной местности

СДЄ —//ргл //а, /7пол отн —

= 7/лол. абс — //рел. — М; dі и dz — рас­стояния до препятствия, км.

Высота полета, рельеф местности и рефракция радиоволн в вертикаль­ной плоскости определяют макси­мально возможную дальность связи в УКВ диапазоне. Фактическая даль­ность зависит также от энергетиче­ского потенциала РНС н поглощения энергии в атмосфере. Она может быть существенно меньше 0,1, Н Орв-

Радиомаячным УКВ РНС прису­щи погрешности измерении дальности и пеленга, обусловленные отражени­ями радиоволн от неровностей рель­ефа « местных предметов, оказываю­щихся в поле излучения РНТ. Поле отраженных сигналов взаимодейству­ет с основным рабочим полем н вы­зывает погрешности измерения, вследствие чего последние могут быть в несколько раз больше паспортных данных

Поверхностные волны. Радиоизлу­чения ДВ и СВ диапазонов способны распространяться, огибая поверхность земного шара. По мере перехода в область более длинных волн даль­ность нх распространения возрастает, причем она не зависит от высоты рас­положения передающей и приемной антенн. Поэтому поверхностные вол­ны могут приниматься при больших и малых высотах полета. Им прису­ща довольно высокая степень посто­янства направлення распространения, вследствие чего они используются в угломерных системах.

Ра шонанигационным СВ и ДВ системам свойственны погрешности пеленгации, обусловленные ночным, береговым и горным эффектами. Дли исключения ночного эффекта исполь зуются РНТ. находящиеся па рассто­яниях до 100— 150 км (береговым эффектом можно не считаться, если угол пересечения радиоволн с бере­гом превышает 20° или высота поле­та не меньше нескольких длин волн). Ошибки под действием горного эф­фекта существенны только при поле­тах нблизи гор и над горами ниже 1000—1500 м, и если между РНТ и воздушным судном имеются горы.

Пространственные волны. Радио­излучения КВ, СВ и ДВ, попадая на ионосферу, отражаются ею и возвра­щаются в приземные слои атмосферы. Затем они могут отразиться земной поверхностью н повторно — ионосфе­рой, вследствие чего способны прони­кать далеко за горизонт. Траектория распространения имеет форму лома­ной линии, но характеризуется посто­янством направления. Электрические свойства и высота ионосферы изме­няются в значительных пределах в зависимости от времени суток и года и солнечной деятельности. Поэтому условия распространения отличают­ся нестабильностью, что сказывается на работе РНС, в частности, в виде ночного эффекта (на СВ, примыка­ющих к КВ) и замираний. Особенно неблагоприятны условия радионави­гационных измерений в области, где напряженности полей пространствен­ной н поверхностной волн соизмери­мы друг с другом. Несмотря иа ука­занные недостатки, средние и длин­ные полны используются в РНС, так как обеспечивают большую дальность действия независимо от высоты по лета.

Радиоизлучения волнового типа.

Для излучений СДВ диапазона зем­ная поверхность и ионосфера обра зуют своеобразный сферический вол­новод. В процессе распространения радиоволн имеет место многократ­ное отражение от земной поверхне стн и ионосферы и интерференция от раженных колебании. Им свойствен­но малое затухание, поэтому даль­ность действия СДВ РНС юстнгает 8—10 тыс. км в более

Исследования показали, что в диа пазове СДВ наиболее целесообразны

Глава 5