2. Принцип действия рсдн

Радиотехническая система дальней навигации ДВ диапазона, представляющая собой импульсно-фазовую разностно-дальномерную радионавигационную систему, состоит из трех и более синхронизированных между собой опорных наземных радиостанций системы Т-2 или Т-2П и бортового приемоиндикатора (изделия А-711, А-720, а также А-723 в режиме ИФ РСДН). Одна из наземных станций является ведущей (станция А), остальные - ведомые (Б, В, Г, Д, рис. 2).

Ведущая и ведомые станции образуют цепочку наземных станций. Ведущая и ведомая станции последовательно излучают импульсные когерентные сигналы с определенной частотой повторения. Синхронизация сигналов, излучаемых ведомыми станциями, осуществляется по сигналам ведущей станции. Фаза высокочастотного заполнения радиоимпульсов связана с передним фронтом огибающей радиоимпульсов. Для работы бортового оборудования необходим прием сигналов от ведущей и двух ведомых станций (рис. 2).

Рис.2

На борту самолета в точке М измеряются временные интервалы между моментами прихода сигналов ведущей А и двух ведомых станций. Для ведомых станций Б и В эти временные интервалы соответственно равны величинам:

(1)

где – время распространения сигналов по базовым расстояниям d_AB и d_AB между ведущей и ведомыми станциями;

– постоянные кодовые задержки сигналов в станциях Б и В;

D_А, D_Б, D_В – расстояние от самолета до наземных станций;

– постоянные задержки сигналов

ведомых станций относительно сигналов ведущей станции.

Из формулы (1) следует, что постоянной временной задержке

сигналов ведомой станции относительно сигналов ведущей станции соответствует постоянное значение разностей расстояний D_B – D_A (D_B – D_A). Геометрическое место точек на поверхности Земли соответствующее указанной разности расстояний, есть гипербола, которая является линией положения разностно-дальномерной системы.

Местоположение самолета определяется на карте точкой пересечения двух линий положения ЛП1 и ЛП2, которые находятся с помощью двух пар наземных станций (А-Б и А-В). При определении местоположения самолета могут быть выбраны две различные ведомые станции из цепочки опорных станций РСДН. Так как координаты опорных станций известны, то гиперболические координаты объекта можно пересчитать в другие системы координат.

Опорные станции ИФ РСДН работают в ДВ диапазоне волн. Излучаемые наземными опорными станциями радиосигналы в точку приема (ЛА) могут приходить как поверхностными, так и пространственными (отраженными от ионосферы) радиоволнами.

Поверхностные сигналы имеют высокую фазовую стабильность, и используется для определения линий положения с высокой точностью.

На рис.3 показано взаимное временное расположение сигналов, принимаемых от наземных станций.

Ведущая станция А излучает сигналы, состоящие из девяти импульсов -восемь рабочих импульсов, предназначенных для измерения временных интервалов, и один дополнительный импульс, который используется для синхронизации ведомых наземных станций.

Рис. 3

Ведомые станции излучают пачки сигналов, состоящие из восьми рабочих импульсов.

Для повышения помехоустойчивости приема (исключения влияния отраженных от ионосферы предыдущих импульсов пачки на поверхностный сигнал последующих импульсов пачки) и для решения задачи опознавания сигналов ведущей и ведомых станций применяется, в ИФ РСДН, фазовое кодирование (манипуляция) радиоимпульсов в пачке. Фаза, обозначенная знаками «+» и «-», отличается на 180° и определяется кодом фазовой манипуляции (Таблица 1). Коды сигналов нечетной и четной пачек импульсов различны. Поэтому период фазового кодирования равен двум периодам повторения сигналов наземных станций

(Т_ФК = 2Т).

Таблица 1

Наименование параметра	Станция
	ведущая	ведомая
№ рабочего импульса	1 2 3 4 5 6 7 8	1 2 3 4 5 6 7 8
Нечетная последовательность импульсов	+ + - - + - + -	+ + + + + - - +
Четная последовательность импульсов	+ - - + + + + +	+ - + - + + - -

Различные цепочки одинаковой системы РСДН отличаются периодом следования сигналов Т (выбирается с пульта управления). В пределах цепочки ведущая станция отличается от ведомых кодом фазовой манипуляции. Ведомые станции различаются в бортовой аппаратуре РСДН с учетом их временного разделения (за счет введения кодовых задержек для сигналов каждой из них отводится определенный временной интервал в периоде повторения сигналов ведущей станции).

Указанное различие опорных станций позволяет определить моменты приема их сигналов на борту, а следовательно, и гиперболические линии положения (ЛП1 и ЛП2). Грубое измерение временных интервалов производится с учетом информации о положении огибающих передних фронтов радиоимпульсов, заложенных в положении характерной точки (XT), a точные измерения временных интервалов - по разности фаз высокочастотного заполнения радиоимпульсов.

Измерение гиперболических координат осуществляется в несколько этапов:

• грубый поиск (режим «Поиск сигнала канала А (Б,В)»), который служит для определения времени прихода сигнала с точностью до огибающей радиоимпульса (для вывода восьми поисковых стробов в любую точку восьми радиоимпульсов пачки);

• слежение за фазой (режим «Ввод следящей системы в слежение за фазой сигнала А (Б,В)»), при котором строб следящей системы за фазой первоначально устанавливается в некоторую точку с учетом положения поисковых стробов и начинается слежение за фазой высокочастотного заполнения радиоимпульса;

• дополнительный поиск сигналов (режим «Допоиск сигнала канала А (Б,В)»), который служит для выставки следящих стробов на передний фронт огибающей радиоимпульса, не искаженный наложением пространственного

• разрешение многозначности (режим «Разрешение многозначности канала А (Б В)») который заключается в нахождении определенного (третьего) периода высокочастотного заполнения радиоимпульса (XT) и в установке строба следящей системы за фазой в этом периоде (для слежения за моментом перехода фазы колебаний этого периода через нулевой уровень);

• измерение гиперболических координат (режим «Измерение РНП и контроль наличия радиосигнала»), который заключается в измерении интервалов между следящими стробами каналов А, Б, и А, В соответственно.

значения которых преобразуются в соответствующие им цифровые отсчеты

и .

При реализации указанных этапов измерения гиперболических координат в изделии А-720 принят фазовый метод обработки принимаемых сигналов наземных станций. Сигналы наземных станций проходят определенную обработку в радиоприемном устройстве. Они усиливаются в заданной полосе частот, затем из них формируется путем усиления-ограничения нормированный сигнал, у которого точки перехода напряжения через нуль совпадают с точками перехода через нуль принимаемого сигнала.

На выходе приемного устройства формируется три вида сигналов. Первый выходной сигнал используется при грубом поиске сигналов наземных станций и формируется из принимаемого сигнала, прошедшего узкополосный фильтр, полоса пропускания которого согласована с огибающей радиоимпульса для получения максимального отношения сигнал-шум на его выходе (рис. 4, б).

а б в

Рис.4

Второй нормированный сигнал предназначен для слежения за фазой сигнала. Он формируется из принимаемого сигнала, прошедшего широкополосный фильтр (рис. 4, а).

Третий нормированный сигнал используется для разрешения многозначности отсчета Он формируется из принимаемого сигнала, прошедшего через линейную цепь, которая формирует на переднем фронте радиоимпульса характерную точку (XT). В XT наблюдается скачек фазы на 180 (рис. 4, в).

После фильтрации и ограничения из принимаемого сигнала берутся пробы фазы, которые преобразуются в цифровой эквивалент. Функции фазы могут принимать только два значения: +1 и -1 (или 1 и 0). Такое представление значений функций фазы позволяет осуществить обработку информации в цифровой форме и значительно сократить объем оборудования, упростить вычисления в вычислительном устройстве изделия при сравнительно малых потерях информации.