Общая характеристика гиперболических РНС

Среди современных радиотехнических средств навигации (РТСН) наиболее широкое применение на судах морского флота получили гиперболические или разностно-дальномерные радионавигационные системы (РНС).

Гиперболические РНС подразделяются по способу определения навигационного параметра (фазовые, импульсные, частотные, комбинированные) и по дальности их действи я (неограниченной дальности действия, дальней навигации, средней навигации, ближней навигации).

Фазовые РНС, в свою очередь, подразделяются в зависимости от вида разделения (селекции) сигналов на РНС с частотной (каждая станция имеет собственную несущую частоту) и на РНС с временной (все станции работают на одной и той же частоте, но в определенной последовательности) селекциями сигналов.

В гиперболических РНС изолинией является гипербола, в фокусах которой расположены береговые радиостанции (рис. 22.1).

Рис. 22.1. Изолиния гиперболической РНС

 

Для всех точек гиперболы разность сферических расстояний

(22.1)

Расстояние между фокусами называется базой. Изолиния перпендикулярная базе в ее середине (DD = 0) называется нормалью.

Гипербола является кривой, симметричной относительно базы и нормали. Поэтому одной и той же разности расстояний соответствуют 2 ветви гиперболы, то есть имеется неоднозначность в определении изолинии, которая различается с помощью счисления (рис. 22.1). Точность линии положения гиперболической РНС зависит от положения наблюдателя (судна) относительно нормали и базы. Если судно находится на продолжении базы (т. С₁ или т. С₂), то линию положения получить невозможно. Когда же судно находится на нормали к базе (т. С₃ или С₄), точность линии положения будет выше, чем в других направлениях. Наибольшая точность линии положения будет при нахождении судна на базе (т. С₅ или т. С₆).

 

Фазовые РНС предназначены для определения места судна с достаточно высокой точностью. К фазовым РНС относятся РНС «Декка», «РСВТ», которые являются разностнодальномерными гиперболическими РНС.

 

Рис. 22.4. Принцип определения места судна по фазовой РНС

 

Принцип работы этих РНС (рис. 22.4) состоит в том, что береговые станции (ведущая – ВЩ ® т. А и ведомые – ВМ ® т. В и т. С) согласованно излучают радиоволны строго стабилизированных частот, которые принимаются на судне как разность фазовых углов ведущей (ВЩ) и каждой ведомой (ВМ) станций. По измеренным разностям фаз определяются им соответствующие гиперболы, в точке пересечения которых (т. М₀) и будет обсервованное место судна.

Особенности навигационного использования ИСЗ (НКА)

Использование ИСЗ (далее НКА – навигационный космический аппарат) в качестве подвижных опорных станций спутниковой навигационной системы (СНС) открывает широкие возможности для решения навигационной задачи определения места судна в море.

Однако, применение быстро перемещающихся в пространстве опорных станций для навигационных целей, возможно лишь в том случае, если пространственные координаты этих станций (НКА) относительно земной поверхности в момент измерения навигационных параметров известны с необходимой точностью.

Это условие может быть выполнено при соблюдении двух условий:

1) ® если известны уравнения движения НКА в функции времени и время, прошедшее с момента, когда координаты НКА были известны, до момента их измерений на судне;

2) ® если одновременно с радионавигационными сигналами НКА НКА излучают и сигналы, несущие информацию о его фактических координатах.

Радионавигационные параметры определяются сравнением заранее предвычисленных (на основании законов движения НКА) с измеренными.

При круговой орбите НКА предвычисленные значения определяемых радионавигационных параметров можно получить по формулам сферической тригонометрии (рис. 23.3) из параллактического треугольника спутника ZCP_N в котором:

· А – азимут НКА;

· d– склонение НКА;

· j– широта места судна на время замера радионавигационных параметров;

· Z = 90° – h – зенитное расстояние НКА;

· t_M – местный часовой угол НКА.

Рис. 23.3. Параллактический треугольник НКА

 

 

Рис. 23.4. Зенитное расстояние НКА

 

Расстояние до НКА (D) находится из соотношения:

(23.13)

где

Движение НКА в первом приближении подчиняется законам Кеплера. Однако, вследствие сопротивления атмосферы и влияния аномалий гравитационного поля Земли фактическое движение НКА по своей орбите отклоняется от расчетного, поэтому необходимо систематически наблюдать за движением НКА с Земли и своевременно вносить поправки в информацию о его фактических пространственных координатах.

Одновременно с этой информацией должна передаваться информация, позволяющая привести наблюдения за движением НКА на наземных пунктах и навигационные определения по этим НКА к единой системе времени.

Следовательно, необходимым элементом СНС, основанной на использовании НКА, является комплекс наземных станций, наблюдающих за движением НКА, входящих в эту СНС, обеспечивающих информацию об их движении и привязку всех измерений в едином для всей системы времени. Этот комплекс называется наземным контрольно-измерительным комплексом (КИК).

Таким образом, использование НКА в качестве подвижных опорных станций не исключает и наземные опорные станции, координаты которых определены очень точно.

Далее предполагается, что на судне имеется информация о параметрах движения НКА по орбите и известно время, к которому отнесена эта информация.

Для судна одна поверхность положения (высота) всегда известна. Поэтому определение места судна по НКА сводится к отысканию точки пересечения линий положения на поверхности земного сфероида.

Существенное значение для работы СНС, основанной на использовании НКА, имеет большая скорость изменения радионавигационных параметров, определяемых при помощи этой системы, позволяющая применять методы навигационных определений, основанные на измерениях скорости и ускорения сближения НКА и судна. Эти методы осуществляются посредством наблюдения за приращением частоты принимаемых от НКА сигналов, возникающих вследствие эффекта Доплера.

Одной из особенностей навигационного использования НКА, обусловливаемой своеобразным характером его движения относительно земной поверхности, является различие условий геометрической видимости НКА на различных широтах в зависимости от параметров орбиты

 

⇐ Предыдущая56575859606162636465Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КУРСА «ФИЛОСОФИЯ»
2. II.1. Общая характеристика отклоняющегося поведения несовершеннолетних.
3. IV.1. Общая дифференциация и типология детско-подростковой дезадаптации.
4. Античное искусство. Общая характеристика. Этапы развития. Римская империя. Греция.
5. Бернская конвенция об охране литературных и художественных произведений
6. Болтовые соединения. Общая хар-ка и область применения. Основы расчета болтовых соединений.
7. В. ПРОЕКТ ПРОТОКОЛА К БЕРНСКОЙ КОНВЕНЦИИ И НОВЫЙ ВОЗМОЖНЫЙ ПРАВОВОЙ АКТ ОБ ОХРАНЕ ПРАВ ИСПОЛНИТЕЛЕЙ И ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ
8. Виды эмоций и их общая характеристика
9. Витамины. Роль витаминов в питании. Общая характеристика витаминов
10. Вопрос 1. Общая психологическая характеристика судебной деятельности.
11. Вопрос 1. Общая характеристика Солнечной системы.
12. Вопрос 1. Понятие, предмет, метод и задачи российского уголовного права как отрасли права. Общая и Особенная части уголовного права: их соотношение.