Организационно-методические указания по особенностям проведения занятия
Тема №7. Методы и системы определения местоположения ЛА
Занятие №2. Способы определения местоположения ЛА.
Учебные вопросы
1. Способы определения местоположения ЛА:
- способ линий (поверхностей) положения (20 мин);
- способ счисления пути (10 мин);
- обзорно-сравнительный способ (10 мин).
2. Авиационные радионавигационные устройства и системы:
- обобщенная структурная схема РНС (20 мин);
- авиационные РНУ и РНС как составные части комплексных систем навигации (10 мин);
- авиационные РНУ и РНС как составные части пилотажно- и прицельно навигационных комплексов (14 мин).
Организационно-методические указания по особенностям проведения занятия
- Способы определения местоположения ЛА
Для определения местоположения ЛА в навигации применяются следующие способы:
способ линий (поверхностей) положения (ЛП) с использованием радиотехнических, астрономических и др. систем;
способ счисления пути (доплеровское, инерциальное, воздушное счисление пути и их комбинации);
обзорно-сравнительный способ (визуальная ориентировка, сравнение телевизионных, радиолокационных и других изображений местности с соответствующими картами; корреляционно-экстремальная навигация по физическим полям Земли).
Способ линий (поверхностей) положения
Способ линий (поверхностей) положения основан на определении МП ЛА, как точки перечисления 2-х и более линий (3-х и более поверхностей) положения, соответствующих определенным постоянным параметрам. Если наклонная дальность до ЛА в 10 и более раз превышает его высоту, то задачу определения МП ЛА (точки М на рис.1) решают на плоскости. В зависимости от используемых ЛП и соответствующих им радионавигационных систем, способ линий положения подразделяется на 4 основных вида, которые поясняются с помощью рис.1-4.
Рис.1. Дальномерный способ определения координаты ЛА
Рис.2. Угломерный способ определения координаты ЛА
Рис.3. Разностно-дальномерный способ определения координаты ЛА
Рис.4. Угломерно-дальномерный способ определения координаты ЛА
Все эти виды определения МП ЛА способом линий положения требуют нескольких неподвижных (или закономерно перемещающихся) РНТ, которые должны быть разнесены на расстояния, соизмеримые с расстоянием от каждой из них до ЛА. Это необходимо для исключения больших погрешностей оценки МП ЛА.
Достоинством способа линий положения является определение МП ЛА без учета и знания пройденного пути. Недостаток – дискретная фиксация МП ЛА. Если засечка происходит с большим интервалом времени, то этот способ комбинируют со способом счисления пути или обзорно-сравнительным методом.
Способ счисления пути
Счислением пути называется способ определения координат МП ЛА, основанный на вычислении пройденного пути относительно известного начального положения (х0, z0) ЛА. Для счисления пути необходимо располагать данными о направлении (курсе) движения ЛА и его ускорении a(t) или скорости V(t) движения относительно Земли.
Текущие координаты МП ЛА определяются следующим образом:
;
где:
Этот способ определения МП ЛА применяется в авиации с тех пор, как на борту ЛА появились измерители курса и скорости полета. В настоящее время точность способа во многом определяется точностью гиромагнитного компаса, которая характеризуется величиной среднеквадратичной погрешности 1...1,5 градуса.
Достоинства способа: непрерывное определение места ЛА; автономность системы; автоматическое счисление пути. Недостаток - накопление погрешностей определения МП ЛА во времени.
Обзорно-сравнительный способ
Обзорно-сравнительный способ (метод) основан на определении структуры какого-либо физического поля, характерного для данной местности, и сравнении параметров этого поля с параметрами, введенными в запоминающее устройство навигационных систем или навигационными картами. В простейшем случае обзорно-сравнительный метод определения МП ЛА реализуется путем сравнения изображения местности на карте или навигационном экране с фактическим видом земной поверхности, наблюдаемым экипажем визуально или с помощью технических средств. Визуальная ориентировка является одним из наиболее старых методов определения МП ЛА. Среднеквадратическая погрешность определения МП ЛА при этом составляет 1...3 км при удалении ориентиров на 5...15 км и 0,1...0,3 км при проходе над ориентиром. Здесь под навигационными ориентирами понимают естественные или искусственные, хорошо выделяющиеся на фоне местности объекты (заводская труба, река, дорога, населенный пункт и т.д.) с точно известными координатами или положением. На современных ЛА обзорно-сравнительный метод реализуется в корреляционно-экстремальных навигационных системах, использующих информацию, например, о поле высот рельефа или о радиолокационном изображении местности. В этих системах максимум (экстремум) корреляционной функции измеренных и запоминающих параметров достигается при точном соответствии траектории полета заданной.
Учитывая успехи в развитии корреляционно-экстремальных систем и использование в них РЛС с синтезированием апертуры антенны, можно отметить, что обзорно-сравнительный метод является перспективным в силу автономности, отсутствия накапливающихся погрешностей, высокой точности корреляционно-экстремальных систем, слабого влияния помех в ряде случаев и др. Однако сложность метода требующего априорной информации о характеристиках местности, и большого объема памяти, а также трудности расчета корреляционной функции в корреляционно-экстремальных системах пока ограничивают его широкое применение.
Кроме того, к недостаткам обзорно-сравнительного метода относятся;
невозможность в ряде случаев определения МП ЛА в плохих метеоусловиях и безориентирной местности (моря, пустыни и т.п.);
демаскировка ЛА в случае применения РЛС и других визирных средств с излучением.
На практике чаще всего используются комбинации рассмотренных способов при определении МП ЛА.