Исправление и расчет радиопеленгов

ГЛАВА 19. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА СУДНА ПО РАДИОПЕЛЕНГАМ

НА КРУГОВЫЕ РАДИОМАЯКИ

Принцип радиопеленгования

Для решения задачи определения места судна в море по радиопеленгам на береговые радиомаяки необходимы, как минимум, два условия:

º наличие на берегу двух (или более) морских радиомаяков кругового излучения (КРМ^К), находящихся в зоне плавания судна;

º наличие радиопеленгатора на судне.

Радиопеленгатор ® судовой прибор, предназначенный для определения направления на источники излучения электромагнитных колебаний (КРМ^К).

Современные судовые радиопеленгаторы можно классифицировать по способу индикации искомого направления на радиомаяк и по способу его работы.

По способу индикации искомого направления судовые радиопеленгаторы разделяются на слуховые и визуальные.

В слуховых радиопеленгаторах направление определяется на слух по громкости принимаемого сигнала. Они могут быть с поворотной или неподвижной рамочной антенной. В радиопеленгаторах с неподвижной рамочной антеной применяется гониометрическое устройство. К слуховым РП можно отнести радиопеленгаторы типа «Рыбка», «Баркас».

В визуальных радиопеленгаторах для индикации направления применяются стрелочные индикаторы (АРП) и электронно-лучевые трубки («Румб»).

По способу работы радиопеленгаторы делятся на неавтоматические и автоматические (АРП).

В современных судовых радиопеленгаторах принимаются равносигнальный способ направления и способ пеленгования по минимуму принимаемого сигнала.

Основные тактико-технологические характеристики судовых радиопеленгаторов приведены в таблице 19.1.

Основные тактико-технологические характеристики радиопеленгаторов

Таблица 19.1.

Характеристика	АРП-50 (50Р, 53, 53Р, 85)	АРП-58 СВ	ДВРП «Румб»
Ÿ Диапазон частот (кГц)	187,5 ÷ 750,0	120 ÷ 1340	250 ÷ 545 1600 ÷ 2800
Ÿ Точность радиопеленгования (СКП): – в автоматическом режиме – в слуховом режиме	± 1,0° ÷ ± 1,5° ± 0,75° ÷ ± 1,0°	± 2,0° ± 1,5°	± 1,0° –
Ÿ Электропитание	127В, 50Гц	400-500 кГц, 115(220) В и пост. 24В	127 (220)В, 50Гц
Ÿ Особенности конструкции	Гониометр	Поворотная рамка	2-х канальный с коммутацией каналов

Морской радиомаяк ® устройство, имеющее фиксированное, известное мореплавателю, положение и передающее специальные радиосигналы в определенном порядке и по определенному расписанию и на известной мореплавателю частоте.

Морской радиомаяк кругового излучения (КРМ^К) снабжен антенными устройствами, создающими во всех направлениях по горизонту на равных удалениях одинаковую напряженность электромагнитного поля, что и позволяет пеленговать его с помощью судового радиопеленгатора (РП), обладающего свойством направленного приема, то есть определять направление на источник излучения (КРМ^К).

Рис. 19.1. Схема КРМ-ков Черного моря

КРМ-ки работают в диапазоне частот 285-325 кГц (длина волны 1056-936м) колебаниями класса А1А или А2А.

Для улучшения условий использования и уменьшения взаимных помех КРМ-ки объединяются в группы по 2-6 маяков в каждой и работают на излучение поочередно по расписанию на одной несущей частоте (длине волны), а их сигналы отличаются друг от друга только позывными и частотой тона (тональной модуляции). Такой порядок работы позволяет получать направления на несколько КРМ-ков, не перестраивая радиопеленгатор на другую частоту.

Необходимая информация о морских радиомаяках и аэрорадиомаяках приведена в навигационном руководстве «Радиотехнические средства навигационного оборудования (РТСНО)».

Для Северного Ледовитого и Атлантического океанов → см. отдел III «РТСНО» Адм. № 3001 (с. 67÷156).

На побережье Мирового океана установлено более 1.000 радиомаяков и аэрорадиомаяков, которые могут использоваться судоводителями для определения по ним своего места в море.

Для Черного моря на рис. 19.1 «Схема КРМ-ков» приведена информация о радиомаяках и аэрорадиомаяках (российский и международный номер, название, позывной, рабочая частота, дальность действия).

Только незначительная часть акватории Черного моря (на рис. 19.1. заштрихована) не охвачена рабочими зонами действующих радиомаяков.

Радиопеленгование ® процесс определения направления распространения электромагнитной волны (ЭМВ) от радиомаяка на судне (определение направления на передающую радиостанцию радиотехническим методом).

Типовой судовой автоматический радиопеленгатор (АРП) работает в двух режимах: 1. ] слуховой и 2. ] автоматический.

При слуховом радиопеленговании направление на КРМ^К определяется по интенсивности слышимости принимаемого радиосигнала (по его «минимуму»).

В автоматическом режиме направление на КРМ^К определяется автоматически после настройки АРП на частоту КРМ^КА.

Для определения направления распространения ЭМВ применяется рамочная антенна, представляющая собой катушку индуктивности, состоящую из нескольких витков изолированного провода, помещенную в металлический экран. Периметр катушки рамочной антенны может быть любой формы (круг, квадрат, ромб и др.).

Если плоскость рамки совпадает с направлением распространения ЭМВ, то результирующая наведенная э.д.с. в вертикальных витках рамки будет иметь максимальное значение.

Если же плоскость рамки поставить перпендикулярно к направлению на КРМ^К, то в вертикальных проводниках наведутся э.д.с., равные по величине и противоположно направленные, поэтому результирующая их величина будет равна «нулю».

Величина результирующей э.д.с. в рамке зависит от положения плоскости рамки относительно распространения ЭМВ (направления на КРМ^К).

Таким образом, поворачивая рамку относительно направления распространения ЭМВ (направления на КРМ^К), можно изменять величину э.д.с., наводимой в рамке.

При этом, при развороте рамки на 360° результирующая э.д.с. имеет 2 минимума и 2 максимума.

Теоретически направление на КРМ^К можно определить по «максимуму» или «минимуму» слышимости сигнала. Однако в практике используется способ пеленгования по «минимуму» как более точный, чем по «максимуму».

В современных АРП для определения направления на КРМ^К поворотные рамки не применяются. Для этой цели используется более совершенная конструкция, состоящая из 2-х взаимно перпендикулярных и неподвижных рамок и гониометра.

Гониометр ® устройство, вмонтированное в приемник АРП и предназначенное для определения и снятия отсчета направления распространения ЭМВ (направления на КРМ^К) и подачи напряжения в схему АРП.

Гониометр состоит из 2-х полевых катушек, электрически соединенных с рамками АРП и искательной катушки.

Полевые катушки, будучи соединенными с рамкой, создают внутри гониометра магнитное поле, вектор напряженности которого относительно полевых катушек направлен так же, как направлена ЭМВ относительно неподвижных рамок АРП.

Искательная катушка предназначена для определения направления вектора напряженности магнитного поля полевых катушек гониометра, а, следовательно, и направления на КРМ^К.

Именно она выполняет роль поворотной рамки в АРП с гониометром.

Характеристика направленности приема искательной катушки точно такая, как и рамки («восьмерка»), и поэтому при пеленговании по «минимуму» в определении направления на КРМ^К может возникнуть ошибка на 180°, так как положению рамки (или искательной катушки), когда она перпендикулярна к направлению на КРМ^К, соответствует два «минимума», отличающиеся друг от друга на 180°. Исключение этой ошибки достигается путем использования в АРП комбинированной антенны (сочетание рамки и вертикальной антенны).

Характеристикой направленности приема вертикальной антенны является окружность (рис. 19.2), то есть величина и знак индуктируемого в ней напряжения не зависят от направления распространения ЭМВ.

Рис. 19.2. Характеристика направленности приема антенн судового радиопеленгатора

Если предположить, что ЭМВ приходит от КРМ^КА А (рис. 19.2) и наводит э.д.с., равные по величине и по знаку как в вертикальной антенне, так и в искательной катушке, то произойдет сложение этих э.д.с., ибо обе они имеют знак «+».

В том же случае, если ЭМВ приходит от КРМ^КА Д, то произойдет вычитание э.д.с., так как левая часть «восьмерки» характеристики имеет знак «–», а знак э.д.с. вертикальной антенны остается прежним, то есть «+».

Кардиоида ® результирующая диаграммы направленности – показывает, что при повороте искательной катушки на 360° получается один «максимум» (т. В) и один «минимум» (т. С) напряжения, а значит, и слышимости.

Такая диаграмма направленности позволяет при слуховом пеленговании получать однозначное направление на КРМ^К.

Гониометрическое устройство АРП имеет 2 шкалы:

] Подвижная (связанная с репитером курса) шкала – для снятия значения ОРП(отсчета радиопеленга) на КРМ^К (0°¸360°).

] Неподвижная шкала – для снятия значения ОРКУ (отсчета радиокурсового угла) на КРМ^К (0°¸360°).

Исправление и расчет радиопеленгов

Радиопеленги (отсчет радиопеленга с подвижной шкалы – ОРП), полученные с помощью АРП, прежде чем проложить их на карте, необходимо исправить поправками:

1. ® поправкой курсоуказателя (DК);
2. ® поправкой за радиодевиацию (f);
3. ® ортодромической поправкой (y).

Радиодевиация

При прохождении ЭМВ во всех металлических частях судна, представляющих собой замкнутые и разомкнутые контуры, индуктируются токи высокой частоты, которые создают свои магнитные и электрические поля, взаимодействующие с основными полями радиоволны, приходящей от КРМ^КА.

Поэтому приемное устройство АРП, определяющее направление суммарного вектора этих полей, дает искаженное направление на КРМ^К.

Радиодевиация (f) – угол, образованный истинным направлением распространяющейся радиоволны и ее направлением, которое определено АРП на судне (рис. 19.3).

Рис. 19.3. Радиодевиация

ОРП– отсчет радиопеленга с подвижной (связанной с курсоуказателем) шкалы АРП.

ОРКУ– отсчет радиокурсового угла с неподвижной шкалы АРП.

ИК – значение истинного курса судна в момент снятия радиопеленга на КРМ^К.

(19.1)

РКУ– радиокурсовой угол, отсчитывается от носовой части ДП судна (продольной оси судна) по часовой стрелке от 0° до 360°.

(19.2)

ИРП – истинный радиопеленг – угол между северной частью истинного меридиана и направлением распространения радиоволн (направлением на КРМ^К).

(19.3)

или (19.4)

или (19.5)

, (19.6)

(ортодромический пеленг), так как он определяет направление дуги большого круга (ДБК).

Радиодевиация (ее значение) зависит от РКУ, длины приходящей волны, осадки судна, изменения положения грузовых стрел и грузов. Для уменьшения величины радиодевиации антенна устанавливается, возможно, выше, а в АРП предусмотрены механические и электрические компенсаторы.

Остаточная радиодевиация АРП периодически определяется на специальном радиодевиационном полигоне по сличению одновременно взятых: 1) º ОРП с подвижной шкалы АРП и 2) º визуальным пеленгом на КРМ^К (ИП = КП + DК)

(19.7)

Такое сличение показаний производится на курсовых углах от 0° до 360° через каждые 10° (15°).

Рассчитанные (определенные) значения остаточной радиодевиации заносятся в таблицу радиодевиации (см. РТШ – рабочие таблицы штурмана) → см. табл. 19.2.

Грузовые суда, как правило, определяют остаточную радиодевиацию для различных осадок (в «полном грузу» и в «балласте»).

Рекомендуется иметь значения остаточной радиодевиации для следующих длин волн:

1. ª 600 м – волна сигналов бедствий;
2. ª 800 м – волна судовых радиостанций;
3. ª 1000 м – волна КРМ^КОВ.