Фазовые РНС

 

Понимаются береговые системы. Из используемых в морской навигации систем осталась лишь импульсно-фазовая РНС «Лоран-С». «Омега» и «Дека» - аннулированы.

Под РН понимают параметр электромагнитного поля, по которому строится изолиния.

Под Н-параметром понимается параметр электромагнитного поля, изолиния которого соответствует постоянству навигационного параметра.

По виду РН параметра РНС делятся на:

-амплитудные

-импульсные

-фазовые

-импульсно – фазовые

-частотные

По виду НП:

-угломерные

-дальномерные

-разностно-дальномерные (гиперболические)

 

Аналитическая связь между радионавигационным и навигационным параметром называют рабочим уравнением системы.

 

Принцип действия фазовой РНС:

 

γ - Базовый угол

 

Пусть береговые станции А и В синфазно излучают частоту ω. Фазы сигналов станций А и В в точке приема С равны.

j_А=wt_А=wR_A/c

j_В=wt_В=wR_В/c (2.14)

t_А , t_В - Время распространения сигналов станций А и В до точки С.

С – Скорость распространения радиоволн

Разность фаз равна:

Dj=j_А-j_В=w / c (R_A-R_B)=2p f /c*DR=2p*DR/l (2.15)

Для используемых в морской навигации РНС (l=3 км) имеет место DR> > l т.е. Dj> > 2p (2.16)

Разность фаз может быть измерена, лишь в пределах 0-2p. Т.е. условие (2.16) – неразрешимо. Для решения проблемы представим DR=N*l+Dr (2.17)

Где: N – целое число волн

Подставляя (2.17) в (2.15) окончательно получим рабочее уравнение РНС:

Dj=2p*N+2p*Dr/l (2.18)

На навигационных картах изолинии наносятся для значений Djкратных 2p, т.е. при 2p*Dr/l=0. Область, заключенная между двумя соседними изолиниями называется фазовой дорожкой.

Очевидно, что в рабочем уравнении (2.18) N-номер фазовой дорожки, который в общем случае не известен и называется многозначностью фазовых отсчетов.

Нахождение значения N называется устранением многозначности.

Существуют следующие методы устранения многозначности:

1) Понижение несущей частоты ω в к – раз. При этом в к – раз расширяется фазовая дорожка, которая называется грубой дорожкой или зоной. На частоте ω / к

выполняются грубые фазовые измерения, по которым находятся значение N лишь в пределах зоны. Номер зоны определяется по счислению или иными навигационными способами.

2) Излучение несущей частоты ω импульсными посылками. При этом по передним фронтам сигналов с точностью не хуже ширины фазовой дорожки выполняется грубое измерение, что автоматически дает N фазовой дорожки.

 

Метод реализован в импульсно-фазовой РНС «Лоран-С»

§ 2.4. Импульсно-Фазовая РНС «Лоран-С».

 

 

«Лоран-С» (L-C) является длинноволновой импульсно – фазовой системой дальнего действия. Дальность до 400 миль в дневное время на поверхностных волнах с погрешностью 0, 1-0, 3 мили, в ночное время дальность увеличивается до 1100 морских миль, ошибка возрастает до 1-3 миль.

Система содержит 14 цепочек (L-C) и 3 цепочки «Чайка» (Россия) из которых одна – совместная. Все цепочки работают на одной частоте 100 кГц и отличаются друг от друга только периодом излучения.

Tизл=(100n-N)*1000 (мкс)

Где: n – номер группы, к которой относится цепочка

N – Точное значение периода в группе.

Цепочки обозначаются цифровыми индексами как десятая часть периода излучения Tизл /10. Несущая частота излучается импульсными посылками. С целью увеличения мощности в каждом периоде ведомая станция излучает пакет из 8 импульсов, а ведущая содержит 9-й импульс, что отличает ее от ведомых.

 

Стандартная цепочка содержит одну ведущую станцию, которая обозначается (М) – мастер; и 1-4 ведомых, которые обозначаются (W, X; Y, Z).

Ведущая станция с каждой из ведомых попарно образует семейство гипербол. Система называется гиперболической или разностно-дальномерной.

Точные измерения выполняются на основе второго слагаемого рабочего уравнения (2.15).

Dj=(2pDr)/l

Изолинии обозначаются в мкс.

Dj=2p

Отсчеты так же производятся в мкс.

Dj=ω (Δ t)

Многозначность отсчетов – нахождение номера фазовой дорожки. Номер 1-го слагаемого рабочего уравнения (2.15) выбирается путем грубых измерений по передним фронтам импульса ведущей и ведомой станций.

Dt=DR/c

Рабочее уравнение строится следующим образом:

Точные измерения выполняются по фазовым составляющим сигнала ведущей и ведомой станций.

(Δ t)= Dj / ω =DR/c (2.19)

(2.19)-есть 2-е слагаемое уравнения (2.15)

С целью синхронизации цепочки в каждом периоде излучения ведомая станция начинает излучение после получения сигнала от ведущей, т.е. через время t_d=b/c (2.20) – называемого базовой задержкой.

Где: b - база станций (расстояние между станциями).

Распознавание ведомых станций осуществляется следующим образом:

Каждая ведомая станция имеет свою собственную задержку называемую кодовой (tк) (2.21)

Значение (tк) выбирается таким образом чтобы в любой точке рабочей зоны цепочки обеспечивался однозначный порядок приема сигнала ведомых станций W, X; Y, Z.

Таким образом рабочее уравнение имеет вид:

(Δ t)=DR/c+ b/c+ tк (2.22)