Радионавигационные элементы - Общая характеристика и виды радиотехнических систем
Радиотехнические средства среди других средств самолетовождения занимают одно из важнейших мест и находят самое широкое применение. В комплексе с другими средствами они при умелом использовании обеспечивают надежное и точное самолетовождение.
Радиотехнические средства самолетовождения по месту расположения делятся на наземные и самолетные.
К наземным радиотехническим средствам относятся: приводные и радиовещательные станции, станции радионавигационных систем, радиопеленгаторы, радиомаяки, радиолокаторы и радиомаркеры. Наземные радиотехнические средства принято называть радионавигационными точками (РНТ).
К самолетным (бортовым) радиотехническим средствам относятся: радиокомпасы, самолетные радиолокаторы и радиостанции, специальное самолетное оборудование навигационных систем, доплеровские измерители угла сноса и путевой скорости, радиовысотомеры.
Наземные и некоторые самолетные радиотехнические средства используются в самолетовождении совместно. Например, самолетные радиокомпасы применяются, когда работают приводные или радиовещательные станции; наземные радиопеленгаторы могут запеленговать самолет, если на нем установлена радиостанция, и т. д. Самолетное радионавигационное оборудование и соответствующее ему наземное радиотехническое устройство составляют радиотехническую (радионавигационную) систему самолетовождения.
По дальности действия радиотехнические системы самолетовождения делятся на несколько типов:
системы дальней навигации (свыше 1000 км);
системы ближней навигации (до 1000 км);
системы посадки самолетов.
По характеру измеряемых величин радиотехнические системы делятся на следующие группы;
1) угломерные;
2) дальномерные;
3) угломерно-дальномерные;
4) разностно-дальномерные (гиперболические). Угломерными называются такие радиотехнические системы, которые позволяют определять направление от самолета на РНТ или от РНТ на самолет. В настоящее время в авиации применяются следующие типы угломерных радиотехнических систем:
1) наземные радиопеленгаторы, работающие совместно с самолетными радиостанциями;
2) самолетные радиокомпасы, работающие совместно с передающими приводными или радиовещательными станциями;
3) наземные радиомаяки, сигналы которых принимаются на самолете с помощью радиоприемного устройства.
Для всех угломерных систем общим является то, что они дают возможность определять угловые величины — пеленг самолета или пеленг РНТ. Линия пеленга является линией положения самолета, т. е. геометрическим местом точек вероятного местонахождения самолета, определяемым постоянством измеренной величины. Современные угломерные радиотехнические системы позволяют измерять направления с точностью 1—3°. Такая точность достаточна для решения большинства задач самолетовождения.
Дальномерными называются такие радиотехнические системы, которые позволяют определять расстояние (дальность) от самолета до РНТ или от РНТ до самолета. При использовании дальномерных радиотехнических систем линией положения самолета является дуга окружности, проведенная радиусом, равным дальности. Центр ее расположен в точке установки наземной станции.
Угломерно-дальномерными, или смешанными, называются системы, позволяющие одновременно измерять направление и дальность. К угломерно-дальномерным системам относятся наземные и самолетные радиолокаторы, системы ближней навигации.
Гиперболические системы называются так потому, что линия положения, определяемая при помощи этой системы, является гиперболой.
Принцип действия гиперболической системы основан на измерении с помощью приемоиндикатора временной разности между приходом сигналов от ведущей и ведомой станций. Эта разность определяет линию положения самолета в виде гиперболы. Дальность действия системы составляет 3000—4500 км. Гиперболическая система включает в себя три передающие станции. Одна из них является ведущей, а остальные ведомыми (рис. 12.1):
Чтобы понять работу системы, допустим, что ведущая и ведомая станции излучают импульсы одновременно. Если временная разность между приходом сигналов от ведущей станции А и ведомой Б (рис. 12.2) равна нулю, то это значит, что самолет находится на линии, перпендикулярной к толке середины базы наземных станций. Если же между моментами прихода сигналов от двух наземных станций имеется некоторая разность, то самолет находится в стороне от этой линии. Зная временную разность между сигналами, можно по заранее подготовленной карте найти гиперболу, соответствующую полученной временной разности. Геометрическое свойство гиперболы состоит в том, что разность расстояний от любой точки гиперболы до ее фокусов есть величина постоянная. Наземные станции являются фокусами гиперболы. Следовательно, АС—БС=АD—БD = АМ—БМ (см. рис. 12.2).
Радиотехнические средства самолетовождения по месту расположения делятся на наземные и самолетные.
К наземным радиотехническим средствам относятся: приводные и радиовещательные станции, станции радионавигационных систем, радиопеленгаторы, радиомаяки, радиолокаторы и радиомаркеры. Наземные радиотехнические средства принято называть радионавигационными точками (РНТ).
К самолетным (бортовым) радиотехническим средствам относятся: радиокомпасы, самолетные радиолокаторы и радиостанции, специальное самолетное оборудование навигационных систем, доплеровские измерители угла сноса и путевой скорости, радиовысотомеры.
Наземные и некоторые самолетные радиотехнические средства используются в самолетовождении совместно. Например, самолетные радиокомпасы применяются, когда работают приводные или радиовещательные станции; наземные радиопеленгаторы могут запеленговать самолет, если на нем установлена радиостанция, и т. д. Самолетное радионавигационное оборудование и соответствующее ему наземное радиотехническое устройство составляют радиотехническую (радионавигационную) систему самолетовождения.
По дальности действия радиотехнические системы самолетовождения делятся на несколько типов:
системы дальней навигации (свыше 1000 км);
системы ближней навигации (до 1000 км);
системы посадки самолетов.
По характеру измеряемых величин радиотехнические системы делятся на следующие группы;
1) угломерные;
2) дальномерные;
3) угломерно-дальномерные;
4) разностно-дальномерные (гиперболические). Угломерными называются такие радиотехнические системы, которые позволяют определять направление от самолета на РНТ или от РНТ на самолет. В настоящее время в авиации применяются следующие типы угломерных радиотехнических систем:
1) наземные радиопеленгаторы, работающие совместно с самолетными радиостанциями;
2) самолетные радиокомпасы, работающие совместно с передающими приводными или радиовещательными станциями;
3) наземные радиомаяки, сигналы которых принимаются на самолете с помощью радиоприемного устройства.
Для всех угломерных систем общим является то, что они дают возможность определять угловые величины — пеленг самолета или пеленг РНТ. Линия пеленга является линией положения самолета, т. е. геометрическим местом точек вероятного местонахождения самолета, определяемым постоянством измеренной величины. Современные угломерные радиотехнические системы позволяют измерять направления с точностью 1—3°. Такая точность достаточна для решения большинства задач самолетовождения.
Дальномерными называются такие радиотехнические системы, которые позволяют определять расстояние (дальность) от самолета до РНТ или от РНТ до самолета. При использовании дальномерных радиотехнических систем линией положения самолета является дуга окружности, проведенная радиусом, равным дальности. Центр ее расположен в точке установки наземной станции.
Угломерно-дальномерными, или смешанными, называются системы, позволяющие одновременно измерять направление и дальность. К угломерно-дальномерным системам относятся наземные и самолетные радиолокаторы, системы ближней навигации.
Гиперболические системы называются так потому, что линия положения, определяемая при помощи этой системы, является гиперболой.
Принцип действия гиперболической системы основан на измерении с помощью приемоиндикатора временной разности между приходом сигналов от ведущей и ведомой станций. Эта разность определяет линию положения самолета в виде гиперболы. Дальность действия системы составляет 3000—4500 км. Гиперболическая система включает в себя три передающие станции. Одна из них является ведущей, а остальные ведомыми (рис. 12.1):
Чтобы понять работу системы, допустим, что ведущая и ведомая станции излучают импульсы одновременно. Если временная разность между приходом сигналов от ведущей станции А и ведомой Б (рис. 12.2) равна нулю, то это значит, что самолет находится на линии, перпендикулярной к толке середины базы наземных станций. Если же между моментами прихода сигналов от двух наземных станций имеется некоторая разность, то самолет находится в стороне от этой линии. Зная временную разность между сигналами, можно по заранее подготовленной карте найти гиперболу, соответствующую полученной временной разности. Геометрическое свойство гиперболы состоит в том, что разность расстояний от любой точки гиперболы до ее фокусов есть величина постоянная. Наземные станции являются фокусами гиперболы. Следовательно, АС—БС=АD—БD = АМ—БМ (см. рис. 12.2).
Одну и ту же временную разность имеют две гиперболы, расположенные симметрично относительно средней точки базовой линии. Это создает неопределенность в нахождении нужной линии положения. Чтобы устранить ее, импульсы посылаются станциями неодновременно. Ведущая станция работает самостоятельно, посылая импульсы во все стороны. Ведомая станция излучает импульсы с определенной задержкой, которая строго согласована по времени с излучением импульсов ведущей станцией.
Задержка излучения импульса на ведомой станции обеспечивает во всей рабочей области системы наличие только одной гиперболы, соответствующей полученной разности времени между моментами прихода сигналов. Это дает возможность однозначно определять на приемоиндикаторе линию положения самолета. Если использовать другую пару станций, то можно определить и вторую линию положения, а в пересечении их найти место самолета.
Ведущая станция А первой пары одновременно выполняет работу ведущей станции и для второй пары. Для этого передатчик ведущей станции работает на двух частотах повторения импульсов.
Для применения системы в полете используется специальная карта масштаба 1:2000000 в международной проекции с нанесенной топографическим способом гиперболической сеткой. Линии положения на этой карте нанесены для станций А и Б красным, а для станций А и В зеленым цветом и оцифрованы в микросекундах, которые определяется с помощью приемонндикатора.
Задержка излучения импульса на ведомой станции обеспечивает во всей рабочей области системы наличие только одной гиперболы, соответствующей полученной разности времени между моментами прихода сигналов. Это дает возможность однозначно определять на приемоиндикаторе линию положения самолета. Если использовать другую пару станций, то можно определить и вторую линию положения, а в пересечении их найти место самолета.
Ведущая станция А первой пары одновременно выполняет работу ведущей станции и для второй пары. Для этого передатчик ведущей станции работает на двух частотах повторения импульсов.
Для применения системы в полете используется специальная карта масштаба 1:2000000 в международной проекции с нанесенной топографическим способом гиперболической сеткой. Линии положения на этой карте нанесены для станций А и Б красным, а для станций А и В зеленым цветом и оцифрованы в микросекундах, которые определяется с помощью приемонндикатора.