Назначение, основные способы построения и характеристики радионавигационных систем, страница 4

Очевидно, что для использования средств радионавигации на транспортных судах необходимо построение РНС,  в которых на подвижных объектах устанавливались бы только приемоизмерительные устройства.  Это требование реализуемо в разностно-дальномерных РНС.

1.4.  Разностно-дальномерные  РНС

Определение разности расстояний  осуществимо в  системе,  где в дополнение к излучающей станции И₁  на удалении  от нее  в пункте ПИ₂  (см. рис. 1.3) устанавливается вторая станция, на которой при использовании приемной антенны  4   и  приемника  5   прием  колебаний  от станции И₁,  которые на выходе приемника представлены  выражением

                                 .                           ( 1.15 )

С  выхода приемника  колебания   (15)  поступают  на делитель частоты 6, где     их частота   уменьшается в  раз, а затем на умножитель частоты 7, в котором частота его входных колебаний увеличивается в   раз. В результате преобразований частоты

получаем   колебание,  которое после  усиления в передатчике 8  излучается антенной  9

                                                                  ( 1.16 )

В приемном пункте П  (рис. 1.5), приемная антенна  9  которого от излучающих антенн   пунктов И₁ и ПИ_1-2  удалена на расстояния  соответственно   и   , на выходах  приемников  10  и 11 (см. рис. 1.?),  обеспечивающих (допускаем также для упрощения пояснения) раздельный прием сигналов от станций ИП₁ и ИП₁,  получим  напряжения

                                               ,                                                 (1.17 )

                                               .                       ( 1.18 ) 

После  умножения частот  колебаний (17) и (18)  соответственно  в  и   раз получим на выходах умножителей частоты  колебания

                                                         ( 1.19 )    

                                              ( 1.20 )

Их разность фаз, измеренная в фазометре 14,  будет равна

                                                                ( 1.21 )         

Определяемая  при использовании измерителя временных интервалов (фазометра)  разность времени между моментами прихода колебаний в пункт П окажется равной

                                                          .                                              ( 1.22 )

При  известных  координатах  антенн,  установленных в пунктах И₁  и  ПИ₂,  расстояние (базовое)  между ними  и вторая дробь в (13) могут быть рассчитаны.  Вычитая  эту дробь из результата измерения,  получим остаток, пропорциональный разности расстояний,  которая может быть определена. 

Из рис. 1.5  нетрудно убедиться, что при различных удалениях приемного пункта от базовой линии максимальная  величина измеряемой  разности времени     .  Полагая, например,  км,   получим  с,  а при  нестабильности частоты   погрешность в определении разности расстояний, соответствующая величине ,    составит 7.2 м.  Для уменьшения ее  при больших  базовых расстояний  нестабильность частоты должна быть  соответственно уменьшена.

Рассмотренные примеры позволяют понять зависимость точности    и вида определяемых навигационных параметров  от   характеристик  опорных генераторов – хранителей времени (ХВ) -   в радионавигационных системах. По месту установки  хранители времени могут быть наземными (НХВ),  бортовыми (БХВ) на подвижных объектах,  спутниковыми (СХВ) в РНС с излучающими станциями на искусственных спутниках Земли (ИСЗ).

Как показано, при излучении станциями незатухающих колебаний в пунктах приема соответствующие разности времени определяются посредством измерения  разностей фаз двух колебаний. При  формировании и  излучении радиоимпульсов  (см. временные диаграммы рис. 1.5а)  измерения интервалов времени между моментами их прихода производятся непосредственно. Такие РНС называются импульсными или импульсно-фазовыми.

1.5.   Угломерные РНС

 1.5.1.  Способы построения угломерных РНС, используемых в морском судовождении,  основываются на  зависимости  разности  расстояний   r₁    иr₂   пунктов 1 и  2  до  радиомаяка  РМК  от  направления   на радиомаяк  -  угла   (см.  рис. 1.7) .

Из построений  рис. 1.7 а  получаем,  что

,                   ,

а    разность квадратов        

и