Общая характеристика методов радиоуглометрии

Тема №7. Методы и системы определения местоположения ЛА.

Занятие № 3. Угломерные радионавигационные системы.

Учебные вопросы

1. Общая характеристика методов радиоуглометрии (20 мин).

2. Сущность основных методов радиоуглометрии (64 мин).

Общая характеристика методов радиоуглометрии

Процесс определения направления на источник радиоизлучения с помощью радиотехнических средств называется радиопеленгованием. Сравнение этого направления с другим направлением, принятым за начало отсчета, позволяет определить угловое положение объекта радиоизлучения. Совокупность вопросов, связанных с радиопеленгованием и определением угловых координат, рассматривается в теории и технике радиоуглометрии.

Сущность в определении направления фронта волны и измерении угловых координат состоит в сравнении времени прихода излучаемых сигналов в разнесенных точках пространства, в которых размещаются антенны радиопеленгационной системы, т.е. в измерении временного интервала. Следовательно, угломерные системы фактически являются разностно-дальномерны-ми системами (РДС) с малыми базами по сравнению с расстоянием до пеленгуемых объектов.

Указанный временной интервал можно измерить любым из следующих методов: амплитудным, фазовым, частотным или импульсным. Однако на практике более широко используется фазовый метод измерений углов, так как он дает наиболее высокую точность.

На основании общей классификации радионавигационных устройств (РНУ) и радионавигационных систем (РНС) все радиоугломерные (радиопеленгационные) методы и системы можно подразделить на амплитудные, фазовые, частотные (использующие доплеровский эффект), импульсные (временные) и комбинированные (амплитудно-фазовые и амплитудно-временные).

Кроме того, с точки зрения особенностей применения и комплектации угломерные радиосистемы образуют две группы: радиопеленгаторные (РПС) и радиомаячные (РМС).

РПС состоит из источника радиоволн - передатчика с ненаправленным или слабонаправленным излучением и радиопеленгатора (РП) - приемного устройства, служащего для определения направления на источник излучения с помощью направленных пеленгационных антенн. РП могут устанавливаться на земной поверхности (рис.1, а, 2) для определения направления на бортовой радиопередатчик (ПРД) или на летательном аппарате (ЛА) для определения направления на радиостанцию, установленную на земной поверхности в точке с известными координатами (рис.1, б, 3). В последнем случае в качестве источников излучения используются приводные радиостанции (ПРС), например, приводные аэродромные радиостанции (ПАР). Бортовые РП в настоящее время называются автоматическими радиокомпасами (АРК). В наземных РП азимут ЛА q_ЛА (рис.1,а) определяется путем пеленгования работающего бортового передатчика. Для передачи на борт ЛА полученной навигационной информации дополнительно используется радиолиния "Поверхность - ЛА" (рис.2). АРК измеряет курсовой угол q_кур (рис.1, б) наземного радиопередатчика. При наличии на борту ЛА курсовой системы можно также определять и азимут q_р радиостанции относительно ЛА. В воздушной навигации широко применяются наземные РП типа АРП-6, АРП-9, АРП-11 и автоматические радиокомпасы АРК-15, 19, 22, 25 и др., работающие совместно с приводными радиостанциями ПАР-7, 8, 10 и т.п. Оба типа РПС широко применяются в авиации. Пеленгование ЛА с помощью наземных РП позволяет осуществлять диспетчерский контроль за воздушным движением в районе аэропорта. Пеленгование ПРС с помощью АРК обеспечивает управление полетом на радиостанцию и от нее в любом заданном направлении, а также оценку местоположения ЛА (МП ЛА). РМС состоит из наземного угломерного РМ и бортового приемоиндикатора (БПИ) (рис.3). Определение угла ЛА в РМС производится БПИ с ненаправленной антенной, принимающей сигнал наземного РМ с направленным излучением.

а б

Рис. 1. Определение угла пеленга с помощью наземного (а)

и бортового (б) РП

Рис.2. Структурная схема РПС с наземным РП

Рис. 3. Структурная схема РМС (РПС с бортовым РП)

Угломерный РМ - это передающее радионавигационное устройство, задающее в пространстве определенные линии положения (обычно линии равных пеленгов - ЛРП). Угломерные РМ могут создавать линии положения (ЛП) во всех направлениях (всенаправленные РМ) или в определенном секторе (секторные РМ), иногда РМ служит лишь для задания одного направления, и на выходе БПИ в этом случае вырабатывается сигнал, указывающий величину отклонения от этого направления.

Всенаправленные и секторные РМ применяются для обеспечения воздушного движения в зонах аэропортов и на трассах, а однонаправленные РМ - в радиотехнических системах посадки ЛА для указания траектории, по которой они должны двигаться при заходе на посадку. Для осуществления воздушной навигации используются РМ средневолнового (ВРМ-5, KONSOL и др.) и ультракоротковолнового (РСБН-2Н, 4Н, 6Н; TACAN и др.) диапазонов радиоволн, а также зональные РМ систем посадки СП-50, СП-50М, СП-68, СП-70, СП-75, ILS, MLS и др.

В настоящее время угломерные РНУ и С применяются в ВВС как самостоятельно, так и в составе комбинированных РНС. Самостоятельное применение находят наземные РП, АРК, РПС и РМС. Примером угломерных РНС, являющихся составной частью комбинированных РНС, являются угломерные системы входящие в состав угломерно-дальномерных систем УКВ диапазона, которые одновременно измеряют азимут и дальность ЛА относительно наземного РМ (РСБН-2, РСБН-6, РСБН-7, TACAN и др.).