Глава 13. Применение дальномерных радионавигационных систем

13.1. Навигационная характеристика дальномерных радионавигационных систем (д рнс)

³⁵⁵Д РНС измеряют дальность временным, фазовым или частотным методами. Временной метод заключается в вычислении расстояния, которое проходит сигнал от РМ с известными координатами до приемника, установленного на ВС. ³⁵⁶При этом возможны два способа измерения времени:

1. Без запроса, при котором фиксируется момент прихода радиосигнала. В этом способе принцип измерения наклонной дальности (НД) заключается в определении времени затрачиваемого сигналом на преодоление расстояния от момента его излучения антенной передатчика до момента приема этого сигнала антенной приемника на основе синхронизации временных шкал передающего и приемного устройств. Формула расчета НД отражает сущность данного принципа

НД = сt,

где, с – скорость распространения радиоволн; t = Т₂ – Т₁,

Т₁ – момент излучения сигнала антенной ПРМ; Т₂ – момент приема сигнала антенной ПРМ.

• Запросный – с использованием радиомаяка-ответчика.

В этом способе принцип измерения НД заключается в фиксации моментов времени импульса запроса и времени ответного импульса. Таким образом, сигнал проходит двойное расстояние – от ВС до ретранслятора и обратно. Формула расчета НД отражает сущность данного принципа

,

здесь Т₁, Т₂ – моменты излучения запроса и приема ответного сигнала, соответственно.

³⁵⁷Примером использования временного способа определения дальности без запроса могут послужить спутниковые системы навигации (например, GPS). Основным условием использования этого способа является наличие в системе РМ-ПРМ автоматической синхронизации временных шкал часов, установленных на РМ и ПРМ.

В фазовом методе дальность между РМ и ПРМ определяется измерением разности фаз и количества фазовых циклов между моментом излучения и приема сигнала. Точность такого метода значительно выше временного (подробнее о временном и фазовом методах см. в гл. 15 "Применение глобальных систем навигации").

Частотный метод измерения расстояний используется в радиовысотомерах малых высот.

³⁵⁸Суммарная погрешность измерения расстояния эксплуатируемыми радиодальномерами с цифровым индикатором типа СД (система DME) оценивается формулой

д  150 + 0,25Д, где - д в м, Д – в км.

Пересчет измеренной наклонной дальности в горизонтальную, целесообразен в случаях, когда отношение дальности до РМ к высоте полета менее пяти (Д/Н < 5). Другими словами, на малых расстояниях до РМ. Пересчет наклонной дальности в горизонтальную или сферичную, представляет собой достаточно трудоемкую задачу, поэтому в современных в автоматизированных навигационных системах эта задача решается, как правило, автоматически – с помощью процессора.

13.2. Контроль пути по двум дрнс

³⁵⁹Для определения места ВС одновременно измеряются наклонные дальности до двух дальномерных РМ (например, DME), а затем графически или аналитическим способом определяются текущие координаты. При этом две линии равных расстояний ЛРР, представляют собой дуги окружностей с радиусом Дi. Соответствующие двум дальностям Д₁ и Д₂ они пересекаются в двух точках, одна из которых ложная. Вопрос о том, какая из точек является действительным местом ВС при использовании графического способа легко решается на основании текущего счисления пути пилотом-навигатором ВС, т.к. расстояния между ложной и истинной точками пересечения ЛРР₁ и ЛРР₂ значительно больше чем ориентировочная точность определения навигатором места ВС.

При реализации аналитических методов определения МВС с помощью дальномерных РНС эта неоднозначность решается в пилотажно-навигационных комплексах автоматически.

³⁶⁰Применение двух ДРНС (например, DME-DME) для контроля пути обеспечивает определение координат ВС с относительно высокой точностью. Преимущество дальномерных систем над, например, угломерно-дальномерными системами можно увидеть на основании анализа формул оценки точности определения места ВС.

– УД РНС;

– Д РНС.

Очевидно, что при использовании для полного контроля пути УД РНС радиальная среднеквадратическая погрешность (РСКП) зависит от дальности до РМ, а при использовании Д РНС такая зависимость отсутствует.

Пример. Дальности до радиомаяков измерены с помощью УД РНС и Д РНС, расположенных относительно ВС под углом =60°, Д₁=Д₂=100км, СКП измерений условно, примем равными: по дальности д = 200м, погрешность измерения пеленга п = 0,8°. Оценить точность определения места ВС с помощью УД РНС и ДРНС и сравнить их.

Решение.

км;

км.

Сравнительный анализ результатов оценки точности полного КП с помощью Д РНС свидетельствует о значительном их преимуществе (точность в 4,5раза выше, чем УД РНС) поэтому при необходимости получения навигационной информации на больших удалениях применяется дальномерный способ определения МВС.