В настоящее время наиболее характерными представителями этих РНС являются английская РНС "Декка" и французская РНС "Рана". Это высокоточные системы. Точность определения места - от 60 до 300 м.
3. Фазовые РНС ближнего (прибрежного) действия предназначаются для определения места непосредственно вблизи берега и в узкостях.
Принцип фазового метода радиоизмерений был разработан в 30-е годы советскими учеными Мандельштамом Л. И. и Папалекси Н. Д.
Место корабля определяется путем измерения в точке приема разности фаз электромагнитных колебаний, синхронно и синфазно излучаемых береговыми станциями. Одна из них называется ведущей станцией А, две другие В и С - ведомыми (рис. 3.20).
Если сигнал от станции А пришел на корабль в фазе jA, а от станции В в фазе jB, разность фаз этих сигналов
Dj = jВ - jА. (3.12)
Фаза колебаний, выраженная в градусах или в частях периода, может быть представлена формулой
j = w t, (3.13)
где w - круговая частота излучения; t - время распространения радиосигнала от наземных станций до корабля.
Если выразить круговую частоту как
w = 2p / Т = 2pc / l, (З.14)
а время как t = D / c, (3.15)
где Т - период колебаний; l - длина радиоволны; с - скорость распространения радиоволны; D - расстояние от корабля до станции, то подставив выражения (3.14) и (3.15) в (3.13) и (3.12), получим
Dj = (2p / l) c (DB / c) - (2p / l) c (DA / c) = (2p / l) (DB - DA)
или Dj = (2p / l) DD.
Как видно, разность фаз пропорциональна разности расстояний до наземных станций (величина 2p / l - постоянная).
Навигационный параметр - разность расстояний DD - измеряется косвенно, через радионавигационный параметр - разность фаз Dj:
Dj = F (DD).
Известно, что постоянной величине разности расстояний соответствует навигационная изолиния - гипербола.
Разность фаз колебаний, как и сама фаза, изменяется в пределах от 0 до 2p, от 0 до 360°. Изменение разности фаз на величину 2p называется фазовым циклом (рис. 3.20). Полоса на местности, ограниченная двумя гиперболами, в пределах которой фаза меняется на один фазовый цикл, называется фазовой дорожкой. Фазометры корабельного приемоиндикатора измеряют только дробную часть фазового цикла. Поэтому каждому отсчету Dj будет соответствовать несколько гипербол, отличающихся друг от друга на фазовый цикл (рис. 3.21).
Таким образом, в каждой дорожке найдется по одной гиперболе, соответствующей измеренному отсчету Dj. Появляется необходимость опознания дорожки, в которой находится нужная гипербола. Эту дорожку можно определить по счислимому месту корабля. Нахождение или определение нужной дорожки называется разрешением многозначности.
Аналогичным образом отыскивается вторая гипербола по второй паре станции. В точке их пересечения получается обсервованное место корабля.
3.9.2 Импульсный метод измерения разности расстояний
В точках с известными координатами устанавливаются наземные станции А и В (рис. 3.22). Линия АВ называется базовой линией (базой), ее длина - DAB. В точке К находится корабль, оборудованный специальным приемоиндикатором. Наземные станции излучают мощные импульсные радиосигналы со строго определенной частотой следования (повторения).
Если эти излучения проводятся одновременно (синхронно), сигнал от станции А будет принят на корабле через промежуток времени
tА = DА / c,
где с - линейная скорость распространения радиоволн.
Сигнал от станции В будет принят через промежуток
tB = DB / c.
Временной интервал между принятыми сигналами
Dt = tB - tA = (DB - DA) / с.
Из этого выражения определяется разность расстояний от станций до точки К:
DB - DA = ctB - ctA = c (tB - tA).
Обозначив Dt = tB - tA и DD = DB - DA, получим DD = сDt.
Это формула характеризует сущность измерения разности расстояний импульсным разностно-дальномерным методом.
Однако импульсные РНС прекратили свое существование, так как обеспечиваемая ими точность определения места не удовлетворяет современным требованиям кораблевождения и использования оружия.
В настоящее время получили широкое распространение РНС, работа которых основана на комбинированном импульсно-фазовом методе измерения разности расстояний.
3.9.3 Определение места корабля с помощью импульсно-фазовых РНС
Этот метод использует достоинства импульсного метода (простота разрешения многозначности отсчета и большая дальность за счет использования пространственных радиоволн) и фазового (высокая точность измерения радионавигационного параметра).
Импульсным методом находится номер фазовой дорожки (разрешается многозначность), а по измеренной разности фаз находится точная гипербола в опознанной дорожке.
Примером импульсно-фазовой РНС является американская система "Лоран-С". В состав цепочки входят одна ведущая и две-три ведомые станции. Ведущая станция управляет работой ведомых, синхронизирует сигналы по времени и фазе колебаний. Сигналы ведущей и всех ведомых станций принимаются на корабле с помощью специального приемоиндикатора, имеющего электронно-лучевую трубку для опознания сигналов и работы с ними. Средняя квадратическая погрешность определения места с помощью РНС "Лоран-С" на расстояниях 800-2000 миль составляет 0,5-1,5 мили.
К импульсно-фазовым РНС относится отечественная базовая радионавигационная автоматизированная система БРАС. Ее сигналы могут приниматься кораблями на удалении до 200 км. Средняя квадратическая погрешность определения места находится в пределах 12-60 м.
Время определения места с автоматическим устранением многозначности - 8-10 мин, а все последующие определения требуют затраты не более 1 мин. На районы, находящиеся в зоне действия импульсно-фазовых РНС, создаются карты с нанесенными сетками изолиний - гипербол соответствующих цепочек. Изолинии цепочек обозначены их буквенными индексами, изображены различным цветом и оцифрованы в микросекундах.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.