Влияние условий распространения радиоволн на точность определения курсового угла радиостанции
Точность определения курсового угла радиостанции автоматическим радиокомпасом зависит от условий распространения радиоволн, на которые влияют рельефы местности, наземные сооружения (различные строения, мачты), элементы конструкции летательного аппарата, отражения радиоволн от земной поверхности и ионосферы.
Все эти факторы искажают электромагнитное поле из-механизмов рефракции в среде распространения, дифракции на неоднородностях и отражения от препятствий, что приводит к тому, что минимум кардиоиды несколько отклоняется от направления на радиостанцию, внося таким образом ошибку в определение КУР. Определить ошибки пеленгования, вызванные неизменными препятствиями (рельеф, сооружения), и учесть их можно только по результатам практических измерений на местности. Некоторые ошибки носят сезонный характер и зависят от изменений электрических параметров почвы и местных предметов и вызываются изменением погодных условий.
Также при определении КУР следует учитывать явления, характерные для распространения радиоволн средневолнового диапазона: береговой эффект, горный эффект и ночной эффект.
Береговой эффект
Ошибки, обусловленные береговым эффектом, связаны с рефракцией поверхностных волн при их распространении через границу раздела двух сред: суши и моря, в результате чего появляется ошибка ∆ между истинным КУР и текущим отсчётом радиокомпаса (ОРК). Рефракция будет тем больше, чем меньше угол между береговой линией и направлением прихода радиоволн к береговой линии. Так, например, при острых углах встречи поверхностной волны с береговой линией ошибка радиопеленгования может достигать 6—8°. Наиболее ощутимое влияние берегового эффекта будет наблюдаться в непосредственной близости от береговой черты. По мере удаления от неё фронт волны постепенно выравнивается, и ошибка в определении пеленга становится незначительной.
Горный эффект
Сущность горного эффекта состоит в том, что электромагнитные волны, отражаясь от неровностей земной поверхности (гор, холмов), интерферируют с полем прямой волны радиостанции и искажают его.
Величина ошибок АРК, вызванная горным эффектом, зависит от высоты гор и расстояния до них, длины волны пеленгуемой радиостанции, истинной высоты полёта летательного аппарата.
При высоте гор 300—1500м ошибка сказывается на расстоянии 8—10км от горы, при высоте гор 1500—4000м сказывается на расстояниях 20—40км. Например, при полёте над горной долиной ниже высоты окружающих хребтов ошибка пеленгования не превышает 5° при пеленговании радиостанции, расположенной в той же долине, на расстоянии не менее 10км от гор. В других условиях, особенно при высоте полёта менее 300м, ошибки определения КУР могут достигать величины 90°. Наибольшие ошибки наблюдаются в том случае, если летательный аппарат находится между радиостанцией и наивысшей рельефа.
За перевалом ошибки пеленгования уменьшаются, а на расстоянии 30—40км от гор ошибка практически отсутствует. При полёте в гористой местности скорость колебания стрелки указателя АРК при высоте полёта 900—1200м над горами примерно 10—20 град/с. При полёте на высотах менее 300м наблюдаются более быстрые колебания и развороты стрелки указателя на ±90°, поэтому при пилотировании существует опасность столкновения с отдельными горными вершинами.
Для повышения точности измерения КУР в горной местности используются радиоволны с более короткой длиной волны, а при полётах на высотах менее 500м при навигации следует брать среднее показание по индикатору КУР.
Ночной эффект
На антенную систему радиокомпаса днём обычно воздействует только поверхностная волна с вертикальной поляризацией, и точность пеленгования выше. С наступлением ночи поглощение радиоволн средневолнового диапазона в нижней части ионосферы (в слое D) снижается, сильнее проявляется рефракция («отражение») волны в более высотных слоях (в слое E), в результате чего в точку приёма кроме поверхностной волны приходит и пространственная волна. При взаимодействии с нестабильной ионосферой плоскость поляризации пространственной волны в силу эффекта Фарадея может случайным образом поворачиваться, или, в общем случае, поляризация становится эллиптической. В результате в точке приёма помимо вертикальной возникает и горизонтальная (кроссполяризационная) компонента электрического поля, которая наводит нежелательные токи в антенной системе, приводящие к погрешности в определении пеленга (поляризационные ошибки).
При влиянии ночного эффекта точность пеленгования зависит от дальности до радиостанции, а также от рабочей длины волны и мощности радиостанции: чем ближе находится радиостанция и чем больше длина волны, тем слабее пространственная волна по сравнению с поверхностной и тем меньше погрешность определения пеленга. Так, на удалении 100 км от радиостанции ночной эффект почти не сказывается на точности определения КУР радиокомпасом, поскольку доминирует пространственная волна. При большем удалении наиболее интенсивно ночной эффект проявляется за 1—2 часа до восхода солнца, в этот период времени погрешность определения КУР может достигать 30°. Ночью погрешность пеленгования составляют 10—15°. Эффект от пространственной волны может особенно сильно проявляться в период сумерек (утренних, вечерних), в течение двух часов до и после восхода (захода) солнца, когда стабильность ионосферы нарушается. В конструкции антенной системы применяются технические решения, ослабляющие влияние кроссполяризационной компоненты электрического поля.