Системы на сверхдлинных волнах

Импульсно-фазовые системы. Работа данных систем основана как на измерении разности между моментами прихода сигналов от пары станций, так и на разности фазовых углов этих сигналов. Первое дает грубое, но однозначное определение, позволяющее безошибочно определить номер дорожки в данной сети гипербол. Второе определяет гиперболу местонахождения судна с высокой точностью. Кроме того, в системе возможен раздельный прием по­верхностных и пространственных сигналов. Таким образом, она объединяет положительные качества и фазовой системы, и им­пульсной.

Система «Лоран-С» — импульсно-фазовая система (США), охватывающая северные части Атлантики и Тихого океана с при­легающими морями. Все станции системы работают на волне с ^ = 3000 м. Дальность действия станций на поверхностных волнах составляет около 1000 миль, на пространственных — 1500— 2000 миль. Система обеспечивает точность обсерваций в импульсном варианте такую же, что и система «Лоран-А». В фазовом варианте точность повышается в 5—6 раз.

Станции системы располагаются на базах длиной 600— 800 миль, что обеспечивает выгодные углы пересечения гипербол на дальних расстояниях от станций.

Прием сигналов системы производят с помощью приемоинди- каторов типа КПИ и др.

Радионавигационные карты системы имеют индекс LC. Про­кладку линий положения выполняют так же, как и на картах системы «Лоран-А».

Система «БРАС» (СССР) служит для точного определения места судна как в дневное, так и в ночное время на расстояниях до 110 миль от станций системы. Сведения о расположении станции приводятся в пособии РТСНО.

В группе системы имеются три станции — одна ведущая и две ведомые, что образует две пары: первую (соответственно цве­ту гипербол на карте — красную) и вторую (зеленую).

Для приема сигналов применяют приемоиндикатор типа «Галс». Многозначность устраняется автоматически, но может быть применен и метод привязки к исходному пункту.

Карты системы, (индекс БГ) содержат гиперболы, оцифрован­ные в долях фазовых циклов. Прокладку промежуточных линий положения осуществляют непосредственно по отсчетам фазоука- зателей. Если требуется, то учитывают поправки на распростра­нение волн, приводимые на картах системы.

Системы на сверхдлинных волнах. В целях охвата непрерывной цепью сигналов всего земного шара используют сверхдлинные вол­ны (иначе говоря, волны очень низкой частоты). Исследования по­казали, что именно такие волны обладают большой дальностью действия и постоянством распространения. Земная поверхность является для этих волн хорошим проводником. Кроме того, сверх­длинные волны способны хорошо огибать земную поверхность бла­годаря отражению от нижних слоев ионосферы.

В последние годы получила развитие фазовая РНС «Омега» (США) на волнах длиной около 30 000 м с расстояниями между станциями до 5000—6000 миль. Данная система имеет восемь стан­ций. Для получения места судна используют одновременно три станции, образующие две пары с наиболее выгодным углом пере­сечения гипербол. Например, в Атлантике можно использовать станции Норвегии, о-ва Тринидад и Северной Дакоты.

Соответственно большой длине волн точные дорожки имеют на базе ширину 8 миль. Многозначность разрешается с помощью дополнительных колебаний, создающих сеть промежуточных до­рожек шириной на базе 24 мили и грубых — шириной 72 мили. Благодаря этому для уверенной обсервации достаточно знать счис- лимое место судна с точностью до 12 миль.

Для приема сигналов системы применяют специальные приемо- индикаторы, например модели 1102 (США). В последнее время применяют приборы, которые в сочетании с имеющимися при них ЭВМ (путем преобразования сигналов, поступающих от РНС «Омега») показывают непосредственно широту и долготу прохо­димого судном места.

Карты системы имеют сетки гипербол, соответствующие от­счетам приемоиндикаторов. Карты мелкомасштабны (1:2 188 000). На рис. 143 показан участок карты V30—25 с гиперболами двух пар станций: пары А — D (Северная Дакота и Норвегия) и пары В—D (Северная Дакота и о-в Тринидад). Гиперболы пары В—D нанесены подряд, а гиперболы пары А—D — каждая четвертая.

Пример. По отсчетам приемоиндикаторов РНС «Омега» (см. рис. 144) нанести на приведенном участке карты координаты места. Решение. На рис. 144 показаны отсчеты для пары А — D801,50 и для пары В — D 948,87. Проведя с помощью глазомерной интерполяции линии положения, параллельные ближайшим гиперболам (показано пунктирами), получим место с координатами (ро =. 48°35iV и Я0 = 06°18W.

Таблицы системы дают более точное место судна на путевой карте. Таблицы охватывают 26 зон земного шара, занимающих по 45° широты и по 60° долготы с соответствующей нумерацией. Для каждой зоны имеется несколько таблиц. Построение таблиц и методика пользования ими такие же, как в РНС «Лоран». Вой­дя в таблицы с полученными отсчетами и долготами, ближайшими к счислимой, находят широты двух определяющих точек и между двумя полученными точками прокладывают линию положения. Проложив на карте вторую линию положения, нанесенную по сигналам второй пары станций, в точке пересечения линий полу­чают место судна.

В случае приема пространственных сигналов в отсчеты приемо- индикаторов вводят поправки, выбираемые из специальных таб­лиц системы и выраженные в сотых долях фазового цикла.

Ошибки при определении места судна при использовании РНС на сверхдлинных волнах вызываются и сезонными изменениями фазы колебаний волн, что зависит от освещенности солнцем про­странства на пути следования сигналов и в точке их приема. При приеме сигналов днем ошибки составляют не более 1 мили, ночью несколько увеличиваются, а во время восхода и захода солйца доходят до 2 миль.

На расстояниях 200—1100 миль от станции могут встречаться так называемые зоны интерференции волн, что днем вызывает ошибку в определении места судна около 2,5 мили. Ночью эта ошибка может увеличиваться до 8 миль и обусловить потерю номеров дорожек.

СУЩНОСТЬ РАДИОЛОКАЦИИ

Радиолокацией называется обнаружение с помощью радиотех­нических средств каких-либо предметов на расстоянии. Слово «локация» в переводе с латинского locatio означает размеще­ние, расположение. Средство (прибор, используемый для этого) называется радиолокатором, или радаром (от английского Radio detection and ranging — радиообнаружение и измерение). В нор­мативных документах принят термин «РЛС» (радиолокационная станция).

Радиолокация основана на свойстве электромагнитных волн от­ражаться от различных препятствий на пути своего распростра­нения. Это явление было обнаружено А. С. Поповым при радио­телеграфировании, когда между двумя судами, держащими связь,, попадало третье судно.

Сущность работы радиолокатора заключается в том, что мощ­ный радиопередатчик через специальную антенну направленного действия периодически посылает радиоволны высокой частоты, которые, отражаясь от встречных объектов, возвращаются обрат­но. По измеренному специальной аппаратурой промежутку вре­мени между моментами посылки и возвращения каждой волны (или серии волн) и возвращения ее обратно можно судить и о расстоянии до этих объектов, а по направлению излучения ан­тенны — и о направлении на них.

Любая РЛС состоит в основном из передатчика, антенны на­правленного действия, приемника и индикатора, дающего видимое изображение обнаруженных объектов. Индикатором служит элек­тронно-лучевая трубка, на экране которой в виде светящихся то­чек или линий появляются сигналы, создаваемые волнами, воз­
вращающимися от обнаруженных объектов. Эти сигналы назы­ваются также видеосигналами, или эхо-сигналами.

Они дают на экране изображение наблюдаемой местности пу­тем радиально-круговой развертки в полярной системе координат. На рис. 144 показано изображение одной и той же местности на экране РЛС и на карте. Центр экрана соответствует месту судна.

Кроме того, на экране пока­зана линия курса судна — так называемая отметка кур­са.

Для измерения расстояний до наблюдаемых объектов служат круги дальности, т. е. светящиеся на экране окруж­ности, радиусы которых соот­ветственно выбранной шкале дальности выражают расстоя­ния (в определенном масшта­бе). Некоторые РЛС имеют неподвижные круги дальнос­ти (НКД), обычно четыре. Промежутков же на экране между ними получается пять, т. е. каждый промежуток вы­ражает Vs расстояния, пред­ставляемого радиусом всего экрана. Так, при шкале даль­ности 30 миль каждый промежуток выразит расстояние 6 миль; при шкале 1,5 миль — 3 мили; при пятимильной шкале — 1 ми­лю и при шкале 1,4 мили — 3 кб. Расстояния до точек, нахо­дящихся между кругами, наблюдатель оценивает визуально.

Более точно определяют расстояния с помощью подвижного круга дальности (ПКД). Данный круг с помощью рукоятки рас­ширяется или сжимается. Проведя таким способом круг к изобра­жению наблюдаемой точки, фиксируют по счетчику расстояния (отсчет), выражаемые с точностью до 0,1 кб.

Рис. 144. Вид местности на карте и на экране РЛС: 1 — на карте; 2 — на экране со шкалоЗ большего масштаба; 3 — на экране со шкалой меньшего мас­штаба.

Направления на наблюдаемые объекты отсчитывают с помощью наводимого на них визира по шкале азимутального кольца, окру­жающего экран (рис. 145). При этом изображение местности можно располагать на экране по курсу или по норду. При ориентировке по курсу (см. рис. 145, а) линию отметки курса совмещают с отсче­том 0—180° азимутального кольца, т. е. вертикально. Все объек­ты на экране расположатся при этом так же, как они усматрива­ются с мостика. Визир, совмещенный с ними, дает на шкале отсче­ты их курсовых углов. Данную ориентировку применяют при пла­вании в узкостях, на подходе к берегам и якорным местам, при расхождении судов. Однако при этом небольшое отклонение суд­на от курса в результате послесвечения экрана несколько смещает
изображение и вызывает на некоторое время размывание контуров изображения.

При ориентировке по курсу (см. рис. 145, б) радиолокационные пеленги (РЛП) объектов рассчитывают через их радиолокацион­ные курсовые углы (РлКУ)

РЛП = К К + АК ± РлКУ^п_Л^р//1, или РЛП = ГКК + А Г К ± РлКУ%\

При ориентировке по норду всю систему связывают с репи­тером гирокомпаса, так что вертикальная линия на экране пред-

Рис. 145. Ориентация: в — по курсу; 6 — по норду.

ставит северную часть гироскопического меридиана. Местность на любых курсах будет располагаться на экране, как на карте, и смещаться при поворотах будет только отметка курса. Отсчеты по шкале азимутального кольца, указываемые визиром, совмещен­ным с какой-либо точкой на экране, выразят радиолокационные пеленги данной точкой.