Устройство и принцип действия доплеровских измерителей скорости и углов сноса. Состав и назначение основных систем навигационных комплексов летательных аппаратов, страница 4

Рис. 2.16. Обобщенная структурная схема доплеровской навигационной системы

Сигнал U(F_д), содержащий информацию о F_д, поступает в вычислитель ВУ, где определяются составляющие вектора  или другие необходимые навигационные элементы.

В ДИС с попарной обработкой сигналов в ВУ поступает информация об углах крена gи тангажа J для уменьшения ошибок определения составляющих вектора скорости , вызванных изменением форм спектров доплеровских сигналов. При больших углах крена (g > 5…6°) и тангажа (J > 10°) ДИС с попарной обработкой сигналов отключается и навигационная система работает в режиме памяти, когда в качестве текущего значения скорости в системе счисления используется последнее значение путевой скорости полученной перед отключением ДИС.

Зондирующий сигнал. Оптимальный с точки зрения точности и энергетических затрат, сигнал представляет собой непрерывные немодулированные колебания. Такой сигнал обеспечивает однозначность и максимальную точность измерения F_д. Повышению точности способствуют и малые потери энергии сигнала, которая сосредоточена в узкой области частот, примыкающей к F_д, а не распределена по составляющим, соответствующим гармоникам модулирующего колебания.

Отраженный сигнал. Действующий на входе приемника ДИС сигнал из-за конечной ширины ДНА представляет собой сумму сигналов, отраженных от элементарных отражателей, находящихся в пределах облучаемого участка ОУ земной поверхности. Очевидно, что соответствующие i-м элементарным отражателям, расположенным под углами g_i, сигналы имеют различные доплеровские сдвиги частоты. Поэтому отраженный сигнал содержит все частоты F_дi соответствующие углам g_i в пределах ДНА. Начальные фазы i-x сигналов носят случайный характер, следовательно, отраженный сигнал будет случайным со сплошным спектром. Огибающая спектра отраженного (доплеровского) сигнала определяется квадратом ДНА и диаграммой обратного рассеяния (ДОР) отражающий поверхности. Ширина доплеровского спектра

  ,                                    (2.20)

где Dg  – выраженная в радианах ширина ДНА в плоскости угла g₀.

Из выражения (2.20) можно получить (при V_в=0) полезную для оценки относительной ширины доплеровского спектра формулу DF_д/F_д = Dgtgg. При типовых значениях g₀ = 65...80° и Dg = 3...5° отнесенная к F_д ширина доплеровского спектра лежит в пределах 0,1... 0,5 (заметим, что в самолетных ДИС F_д < 15 кГц). Таким образом, выделенный в приемнике ДИС доплеровский сигнал представляет собой шумовое напряжение со сравнительно узким спектром, к-е можно рассматривать как квазигармонический сигнал со средней частотой F_д0, соответствующей g₀.

25) Состав и назначение основных систем навигационных комплексов летательных аппаратов.

Комплексирование навигационных систем. Сущность комплексирования – использовать информацию об одних и тех же или функционально связанных параметрах, полученных от различных измерителей, для повышения точности и надежности определения навигационных параметров.

Потребность в одновременном измерении одних и тех же параметров обусловлена тем, что каждый измеритель в отдельности не удовлетворяет всем требованиям, которые предъявляются к измерению этих параметров. В частности, многие современные инерциальные навигационные системы не отвечают требованиям точности, радиосистемы ближней навигации – требованиям помехозащищенности, а доплеровские измерители скорости – требованию применимости в любых условиях полета и любых районах.

К настоящему времени степень интеграции устройств и систем такова, что комплексное использование информации наиболее широко применяется при ее вторичной обработке. В перспективных КНС предполагается комплексирование измерителей и при первичной обработке информации. Первичная обработка информации – это поиск, обнаружение, селекция, преобразование и усиление входных сигналов навигационных измерителей для определения навигационных параметров, например определение навигационных параметров, пропорциональных дальности до радиомаяка или азимуту объекта, в бортовом оборудовании радиосистем ближней навигации. Под вторичной обработкой информации понимают выполняемую в специализированных вычислителях или бортовых ЦВМ обработку выходных сигналов измерителей для определения навигационных элементов.