Типы судовых приёмоиндикаторов

Основные типы судовых приёмоиндикаторов приведены в табл. 6.

Таблица 6

Типы приёмоиндикаторов РНС Омега

Модель	Фирма, страна	Вид
Омар	Россия	Полуавтоматический
Электроника	–"–	–"–
M 670	Sercel, Франция ITT	Автоматический
Model 300	Marine, США	–"–
Model 1107	Yamataka Hoeywell,Япония	–"–

Импульсные и импульсно–фазовые РНС

Из наземных РНС наивысшие точности определения места на средних расстояниях дают фазовые радионавигационные системы (Декка). Однако при непрерывном излучении сигналов станциями таких систем невозможно разделение в точке приёма пространственных (отраженных от ионосферы) и поверхностных волн. Это ограничивает надежную дальность действия таких РНС расстояниями, не превышающими 200 миль. Кроме того, неполное устранение многозначности определений также снижает их ценность. Для устранения многозначности фазовых отсчетов применяется излучение специальных сигналов, а в судовые приёмоиндикаторы вводятся дополнительные цепи.

Поэтому наряду с фазовыми РНС создавались импульсные, главным достоинством которых является возможность разделения поверхностных и пространственных сигналов. Такое разделение сигналов позволяет использовать поверхностные радиоимпульсы для точных определений на значительных удаленьях от береговых станций. Использование пространственных импульсов ещё более увеличивает рабочую область РНС для определений места с точностью, достаточной для плавания в открытом море.

Однако импульсные РНС уступают фазовым по точности, простоте и быстроте определений. Стремление увеличить дальность действия РНС при сохранении точности фазовых измерений привело к разработке импульсно-фазовых систем с излучением сигналов в диапазоне длинных волн.

Принцип действия импульсной РНС

В импульсной РНС линия положения судна определяется в результате измерения в точке приёма разности времени прихода кратковременных высокочастотных импульсов от береговых станций, излучающих сигналы согласованно друг с другом во времени. Обычно одна станция является ведущей, а несколько остальных – ведомыми, излучающими свои колебания после прихода на них импульсов ведущей станции. В точке приёма разность времени прихода импульсов определится:

D_b–D_a _Dt = ¾¾¾ + t_c, V

(57)

где D_b, D_a–расстояния от точки приёма до навигационных излучателей;

V–скорость распространения волны;

t_c–постоянная задержка по времени, обусловленная временем прохождения волны по базовой линии пары станций.

Как видно из зависимости (57) постоянной разности времени прихода импульсов будет соответствовать постоянная разность расстояний на поверхности земли, т.е. изолиниями в импульсной РНС являются гиперболы. Между станций пары образуется семейство гипербол, каждая из которых имеет с в о ё з н а ч е н и е _Dt. Иными словами, импульсные РНС обладают о д н о з н а ч н о с т ь ю о п р е д е л е н и й. Это очень важное свойство импульсных РНС предопределило их интенсивное использование в 40–50 годы.

Однако точность определения линии положения при измерении _Dt с погрешностью 1–2 мкс не может быть лучше нескольких сот метров даже на базовой линии. Практически вследствие влияния пространственных волн, например, в системе Лоран-а, эта точность не превосходит несколько миль (1–3 миль).

Принцип действия импульсно-фазовой РНС

В импульсно-фазовых РНС станции излучают высокочастотные импульсы специальной формы длительностью около 200 мкс с частотой заполнения 100 кГц (рис. 16а). Излучаемые парой станций (ведущая–ведомая) импульсы имеют строгую временную синхронизацию как по моменту их излучения, так и по фазе колебаний, заполняющих импульс. Аналитически каждый импульс можно определить выражением:

u(t) = U(t)cos wt,

(58)

где U(t)–форма огибающей импульса;

w–угловая частота высокочастотных колебаний (колебаний, заполняющих импульс).

Рис. 16. Принцип работы импульсно–фазовой РНС

Правая часть формулы (58) имеет две составляющие, зависящие от времени, т.е. в принципе разность времени прихода импульсов можно измерить двумя способами: по огибающим U(t) и по высокочастотному заполнению cos wt.

Импульсно-фазовые РНС имеют дальний радиус действия, и поэтому точка приёма может находиться в том месте, где возможно взаимоналожение поверхностной и отраженной от ионосферы пространственной радиоволн. Следовательно, возникает необходимость в их распознавании. Пространственный импульс проходит больший путь и потому несколько запаздывает по отношению к поверхностному. Это запаздывание составляет 30–40 мкс (рис. 17). Поэтому для измерений используются только начальные части импульсов (30–40 мкс), где отсутствует наложение пространственного импульса на поверхностный. Разность времён фиксируется по приходу особых точек на огибающих, находящихся в указанных частях импульсов. Формирование особых точек производится двойным дифференцированием огибающих принятых импульсов (рис. 16б, в).

Рис. 17. Взаимоналожение поверхностного и пространственного сигналов

Судовой приёмоиндикатор принимает последовательно импульсы ведущей и ведомой станций и на первом этапе замеряет разность времени их прихода T_и (рис. 16в). Но такие измерения (импульсные) достаточно грубы и требуют уточнений. Уточнение это достигается на втором этапе посредством измерения фазовых сдвигов T_ф (рис. 16а) одних и тех же периодов высокочастотных колебаний. Следовательно, грубые измерения должны проводиться с точностью, достаточной для однозначного определения сравниваемых высокочастотных периодов. Точность импульсных замеров находится в пределах нескольких мкс, период высокочастотных колебаний при частоте 100 кГц составляет 10 мкс (рис. 16а), т.е. импульсные замеры позволяют определиться с точностью до высокочастотного периода.

Таким образом, из упомянутых выше двух способов измерения навигационного параметра в данных РНС используются оба: по огибающим производятся грубые замеры, по высокочастотному заполнению – точные фазовые замеры.

Описанные этапы замеров, по сути, аналогичны процессу устранения многозначности фазовых определений (например, в фазовой РНС Декка). Отличие заключается в том, что в импульсно–фазовой РНС номер точной дорожки (высокочастотный период) находится не понижением частоты сравнения, а при помощи грубых импульсных измерений.

РНС Лоран–с

Импульсно-фазовая РНС Лоран-с (LORAN – Long Range Navigation) разработана в США и введена в эксплуатацию в конце 50–х годов взамен импульсной системы Лоран-а. Дальность действия системы составляет до 1200 миль при работе на поверхностных сигналах, среднеквадратическая ошибка определения при этом находится в пределах 100–150 м. Использование пространственных сигналов увеличивает дальность действия системы в два раза с одновременным ухудшением точности определения до 1.5–3.0 миль.

К настоящему времени развернуто 15 цепочек этой РНС, которые обслуживают северные части Атлантического и Тихого океанов. Стандартная цепь РНС Лоран-с состоит из ведущей станции (Master), обозначаемой буквой M и до четырех ведомых (Slave), обозначаемых буквами W,X,Y и Z. Для обеспечения необходимой дальности действия станций требуется большая средняя мощность излучаемого сигнала. Поэтому в Лоран-с формируется сигнал не в виде одиночного импульса, а в виде пакета из 8 импульсов. Опознавание различных цепочек производится по периодам повторения пакетов радиоимпульсов. Периоды повторения объединены в четыре группы:

1. Специальная, обозначаемая буквой S (Special)

2. Медленная высокая, обозначаемая SH (Slow High)

3. Медленная низкая, обозначаемая SL (Slow Low)

4. Медленная специальная, обозначаемая SS (Slow Special)

Каждая группа состоит из 8 монотонно уменьшающихся периодов повторения, обозначаемых номерами от 0 до 7.

На навигационных картах для обозначения принадлежности изолинии определённой паре станций над ней надписывается частота группы, периода, символ ведомой станции и значение радионавигационного параметра в мкс, например SL3-Y-51850. В последнее время вместо символического обозначения частот группы и периода указываются первые четыре цифры частоты периода. Например, 7970-Y означает, что период повторения пакетов импульсов данной пары 79700 мкс. Соответствие между символьным и цифровым обозначением указывается на навигационной карте.

Гиперболические изолинии, образованные парами станций различных цепочек, рассчитаны для поверхностных сигналов и наносятся на карты разными цветами (синим, красным, зеленым).

Дата добавления: 2020-04-08; просмотров: 167; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 5 6 7 8 91011 12 13 14 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!