Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Угломерные радионавигационные системы (РДС).






Область применения и принципы построения. УРНС предназначены для измерения угловых координат ЛА, то есть информации о взаимном угловом положении ЛА и источника радиоизлучения. УРНС состоит из двух частей: источника радиоизлучения и бортового приемного устройства.

 

В зависимости от видов и характеристик источника радиоволн и бортового приемника УРНС делятся на радиопеленгаторные (РПС) и радиомаячные (РМС) системы.

 

В РПС используется источник радиоволн с ненаправленным или слабонаправленным излучением и радиопеленгатор, представляющий собой устройство, предназначенное для определения направления радиоволн. РПС подразделяются на наземные радиопеленгаторы и бортовые автоматические радиокомпасы (АРК). В наземных РП азимут ЛА определяется пеленгованием работающего бортового передатчика наземным приемным устройством с направленной диаграммой приема. Для передачи на борт ЛА полученной навигационной информации используется дополнительная радиолиния “Земля-ЛА”. АРК измеряет курсовой угол наземного радиопередатчика, установленного в точке с известными координатами.

В РМС используется бортовой приемник с ненаправленной антенной, принимающий сигнал наземного передатчика с направленным излучением.

 

С помощью УРНС могут быть определены следующие угловые параметры:

азимут (пеленг) ЛА относительно наземной радиостанции (qс)

курсовой угол радиостанции (КУР)

 

 

 


В настоящее время УРНС используются для целей навигации как самостоятельно, так и в составе комплексных систем навигации. Примером КСН, включающих УРНС могут служить угломерно-дальномерные радионавигационные системы, которые одновременно измеряют азимут ЛА и дальность относительно наземного радиомаяка (РСБН-2с, РСБН-7с, TACAN). Подобные КСН используются как радиосистемы ближней навигации при полете ЛА по маршруту, как системы инструментальной посадки, как системы наземного диспетчерского контроля за полетом ЛА,

 

В зависимости от метода измерения угловых навигационных параметров УРНС подразделяются на амплитудные, фазовые, частотные и временные.

 

Принцип функционирования амплитудных УРНС. В амплитудных УРНС для получения информации об угловых параметрах используется амплитуда принимаемого радиосигнала. Для определения зависимости амплитуды радиосигнала от угловых параметров (КУР, азимут радиомаяка) могут использоваться методы максимума или минимума. Рассмотрим сущность указанных методов на примере РПС.

 

В РПС, работающих по методу максимума используется вращающаяся остронаправленная антенна. Направление на наземную радиостанцию фиксируется в тот момент, когда сигнал на выходе антенны достигает максимального значения. Это имеет место тогда, когда при вращении антенны направление соответствующее максимуму диаграммы направленности совпадает с направлением на передатчик

 
 

 


Достоинством этого метода определения угловых параметров является большая дальность действия, недостатком низкая угловая чувствительность, которая может быть увеличена за счет использования антенн с очень узкой диаграммой направленности.

В РПС, работающих по методу минимума используется двухлепестковая антенна. Направление на наземную радиостанцию фиксируется в тот момент, когда сигнал на выходе антенны достигает минимального значения.

 
 


Достоинства такого метода измерения углового положения заключается в более высокой угловой чувствительности. Недостаток: невысокая дальность действия, снижение точности при действии помех, так как в этом случае минимум сигнала становится неярко выраженным.

 

Принцип функционирования фазовых УРНС. В фазовых УРНС для получения информации об угловых параметрах используется фаза принимемого радиосигнала. Рассмотрим один из вариантов реализации фазовой УРНС, использующей две разнесенные неподвижные антенны.


В этом случае направление на источник радиоизлучения определяется измерением раности фаз сигналов, принимаемых разными антеннами (точки А, В). На рис. обозначено d- расстояние между приемными антеннами УРНС; D- расстояние от источника радиоизщлучения до ЛА. Очевидно, что d < < D. Предположим, что источник передает радиосигнал на частоте w0

S(t)=Asin{w0t}

Тогда сигнал с выхода антенны А:

SА(t)=Asin{w0 (t-D/c)}

Сигнал с выхода антенны В имеет дополнительную задержку на величину dsinq:

SВ(t)=Asin{w0 (t-D/c- dsinq/с)}

Измеряемая разность фаз выходных сигналов антенн А и В:

Dj = w0 dsinq/с

Зная частоту поступающего сигнала w0 и расстояние между антеннами d и измерив разность фаз, легко вычислить угол q- направление на радиомаяк.

q = arcsin(cDj/w0 d)

Принцип функционирования частотных УРНС В частотных УРНС для получения информации об угловых параметрах используется измерение доплеровского сдвига, обусловленного взаимным перемещением источника и приемника радиоизлучения. Примером частотной УРНС может служить глиссадный радиомаяк, обеспечивющий движение ЛА вдоль посадочной глиссады. В таких системах используется две антенны: неподвижная (А1) и перемещающаяся поступательно на расстояние h со скоростью V.

 

 

 

 


Сигналы, принимаемые бортовым приемником УРНС, расположенном на ЛА имеют доплеровский сдвиг по частоте, обусловленный движением ЛА и перемещением антенны А2. При этом сигнал, излучаемый неподвижной антенной А1 используется на борту как опорный. Это позволяет компенсировать составляющие доплеровского сдвига в сигнале антенны А2, обусловленные движением ЛА, сохранив лишь составляющие доплеровского сдвига, обусловленные перемещением самой антенны А2.

 

Сигнал, излучаемый антенной А2 в точке приема имеет вид:

S2=U2sin{w(t+ hsinb/c)}= U2sin{(wt+Dj)}= U2sin{(w t+ whsinb/c)},

где Dj = whsinb/c - фазовый сдвиг сигнала, обусловленный эффектом Доплера вследствие перемещения антенны А2. Доплеровский сдвиг частоты определяется выражением

W =dDj/dt= w sinb/c dh/dt=(Vw/c) sinb

Следовательно, измерив доплеровский сдвиг W легко рассчитать искомое угловое положение ЛА

b= arcsin (Wc/ Vw)

Принцип функционирования временных (импульсных) УРНС Во временных УРНС для получения информации об угловых параметрах используется на борту ЛА временного интервала между моментом приема опорного сигнала (то есть моментом отсчета) и азимутального сигнала. Такой метод реализован в радиосистемах ближней навигации и посадки РСБН-2С, РСБН-6С, РСБН-7С для измерения азимута ЛА относительно радиомаяка.

В этом случае наземный радиомаяк имеет два передатчика радиосигналов, работающих на одной и той же частоте. Один из передатчиков (передатчик азимутальных сигналов) излучает непрерывные колебания с использованием антенны, имеющей двухлепестковую остронаправленную диаграмму. Азимутальная антенна вращается с постоянной скоростью. Другой передатчик, имеющий ненаправленную антенну, которая работает в импульсном режиме излучения, называется передатчиком опорных сигналов.

 

 

 

 


Сигналы, излучаемые этими передатчиками синхронизированы следующим образом: в момент прохождения минимума диаграммы направленности азимутальной антенны северного направления географического меридиана (направление NS) на борт ЛА передается импульс, время поступления которого фиксируется на борту и принимается за начало отсчета азимута tc. Сигнал, поступающий на борт ЛА от азимутальной антенны имеет форму сдвоенного колоколообразного импульса с острым минимумом, по которому определяется момент прихода сигнала от азимутальной антенны tq. Это время соответствует моменту прохождения минимума диаграммы направленности через направление на ЛА и связано с измеряемым азимутом q соотношением:

tq = tc+ tq= tc+ q/W,

где - tq временная задержка азимутального сигнала относительно момента прихода импульса

q = (tq - tc) W,

 

Рассмотренный принципы работы УРНС позволяют выделить следующие факторы, влияющие на точность определения параметров углового положения ЛА:

стабильность угловой скорости вращения азимутальной антенны

точность устройства измерения времени прихода сигнала импульсного пи азимутального передатчиков

точность регистрации момента прохождения северного направления

 


Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.009 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал