20 Использование гиперболических рнс для определения места судна.

РНС «Лоран-С»

Гиперболические РНС. (еще называют, разностно-дальномерные системы), дают возможность измерять разность расстояний от судна до двух расположенных на берегу радиотехнических устройств. По разности расстояний на карту наносится изолиния, которая представляет собой гиперболу. В фокусах гиперболы расположены излучающие устройства. Гиперболические РНС на импульсные и фазовые и обслуживают дальнюю навигацию.

Гиперболические (или разностно-дальномерные) РНС измеряют разность расстояний до двух станций С помощью РНС могут быть определены следующие навигационные параметры: • расстояние между судном и опорной радионавигационной станцией; • разность расстояний между судном и двумя радионавигационными станциями; • угловая навигационная координата в виде азимута или курсового угла; Технические основы разностно-дальномерных систем (на примере РНС Лоран-С):

Разностно-дальномерная импульсно-фазовая радионавигационная система Лоран-С работает на частоте f = 100 кГц. Работа РНС Лоран-С основана на измерении в точке приема промежутка времени между моментами прихода импульсов от ведущей и ведомой станций и разности фаз высокочастотных колебаний, заполняющих импульсы. Импульсный метод измерения разности расстояний используется для грубого определения места судна и устранения многозначности, фазовый метод – для определений линий положения с высокой точностью.

Для осуществления измерений обоими методами в данной РНС применяются две раздельные системы слежения: импульсная и фазовая. Каждая система слежения связывается со своим счетчиком. Импульсный счетчик дает грубые отсчеты параметра t_и: число целых периодов Т колебаний, а фазовый – точные отсчеты до сотой доли периода Т.

Береговые станции РНС Лоран-С объединены в цепочки. Цепочка состоит из одной ведущей и трех-четырех ведомых станций. Ведомые станции обозначаются буквами W, X, Y, Z. Ведущая станция периодически со строго синхронизированной частотой излучает сигналы. Ведомые станции принимают эти сигналы и с определенной задержкой излучают свои сигналы.

Условное обозначение частотного параметра каждой пары станций РНС Лоран-С состоит из первых четырех цифр периода повторения импульсов в микросекундах и буквенного обозначения пары станций. Например, обозначение 7990-Z означает, что данная пара станций работает с периодом повторения 79900 мкс и что она обозначается буквой Z.

Геометрические основы разностно-дальномерных систем:

В гиперболических РНС изолинией является гипербола, в фокусах которой расположены радиостанции. Для точек гиперболы разность сферических расстояний ΔD = D₁ – D₂. расстояние между фокусами называется базой. Изолиния, перпендикулярная базе в ее середине (для нее ΔD = 0), называется нормалью.

Уравнение сферической гиперболы в прямоугольной сферической системе координат с началом О в середине базы, осью x вдоль базы и осью y по нормали к ней имеет вид: tg²x/tg²a – tg²y/tg²b = 1

где a и b – параметры гиперболы, определяемые из соотношений: a = ΔD/2; cos b = cos c/cos b где с – половина сферической базы системы.

РНС Лоран-С

Предназначена для определения местоположения и скорости подвижных объектов. Дальность действия системы достигает 1700 км и 4000 км соответственно на поверхностных и пространственных сигналах. При этом заявленная точность определения места (Р = 0,95) составляет 0,46 км.

Принцип действия

Система Лоран-С является импульсно-фазовой разностно-дальномерной РНС с синхронизацией моментов излучения и фазы импульсных сигналов, Измерение навигационного параметра в РНС Лоран-С выполняется двумя методами:

- импульсным (временным), путем измерения интервала времени между моментами прихода импульсов от двух береговых станций (данный метод служит для устранения многозначности)

- фазовым, путем измерения разности фаз между высокочастотными колебаниями (несущими частотами) указанных импульсных сигналов (Данным методом обуславливается точность измерений).

Способы получения места судна по сигналам РНС Лоран-С:

Место судна может быть получено либо с помощью радионавигационных карт, либо с помощью специальных таблиц.

Определение места судна по “таблицам Лоран-С”:

Таблицы позволяют выбрать по измеренному в микросекундах навигационному параметру и ближайшим к счислимому месту целым значениям широты или долготы соответствующие широты или долготы двух точек гиперболы. Эти точки по координатам наносят на путевую карту и проводят через них прямую линию. Все расчеты связанные с ОМС этим методом удобно производить в виде таблицы:

Номер точки	Долгота точки	Табличная широта	Δ	Ти – Тт	Δ· (Ти – Тт)	Широта точки
1	λ1 = …	φ1′ = …	…	…	…	φ1 = φ1′ + Δ1· (Ти – Тт)
2	λ2 = …	φ2′ = …	…	…	…	φ2 = φ2′ + Δ2· (Ти – Тт)

В этой таблице:

Δ – величина, представляющая собой изменение координат точек пересечения гипербол с параллелями и меридианами географической сетки (в сотых долях минуты) при изменении интервала времени на 1 мкс;

Т_и – исправленный отсчет, снятый с приемоиндикатора;

Т_т – табличный отсчет.