9. Общие сведения об угломерных радионавигационных системах: предна­значение, классификация, структурные схемы

Для решения задач навигации летательных аппаратов (ЛА) широкое применение находят угломерно-дальномерные радионавигационные системы (УДРНС), которые являются комбинированными радионавигационными системами (РНС) и входят в состав КСН.

Под комбинированными понимают такие РНС, в которых либо используется комбинация параметров электромагнитного поля для измерения навигационных параметров (НП), либо определяется комбинация независимых НП. В комбинированных РНС измерители каждого НП функционируют независимо.

Примерами комбинированных РНС, в частности, являются УДРНС ближней навигации (РСБН), включающие в себя наземные радиомаяки типа отечественных РСБН-4Н, Е-329 c бортовой аппаратурой РСБН-7С, А-324 и зарубежные VOR/DME, TACAN.

Областями боевого применения УДРНС являются: обеспечение вождения ЛА по маршруту (определение текущих координат) путем измерения азимута и дальности относительно наземного азимутально-дальномерного радиомаяка (АДРМ); управление воздушным движением (УВД); возврат ЛА в зону аэродрома посадки, выполнения предпосадочного маневра с заходом на ВПП со снижением до высоты 30...60 м при различных видах пилотирования (автоматическом, полуавтоматическом и ручном).

По принципу действия УДРНС (РСБН) делятся на фазовременные и временные. В фазовременных УДРНС информация об азимуте ЛА заложена в фазе огибающей принятых амплитудно-модулированных сигналов, а о дальности до АДРМ - во времени запаздывания этих сигналов. Примерами фазовременных УДРНС являются зарубежные РСБН типа VOR/DME, использующие в азимутальном канале непрерывные амплитудно-модулированные колебания, и TACAN, в которых применяются импульсные колебания. Во временных УДРНС определение текущего расстояния от ЛА до наземного АДРМ (или ответчика радиодальномера) и текущего азимута ЛА, отсчитываемого относительно истинного меридиана, проходящего через точку установки наземного АДРМ, осуществляется временным методом (точнее, амплитудно-временным).

Наземные АДРМ обеспечивают работу бортового оборудования РСБН и дают возможность наблюдать на контрольных индикаторах кругового обзора (ИКО) и выносных индикаторах кругового обзора (ВИКО) на командно-диспетчерских пунктах (КДП) за положением ЛА, пользующихся РСБН, определять их координаты и осуществлять индивидуальное опознавание.

В отечественных радиотехнических системах ближней навигации измерение наклонной дальности на борту ЛА до наземного радиомаяка осуществляется методом радиолокации с активным ответом. Дальность определяется путем измерения на ЛА времени распространения запросного сигнала до наземного радиомаяка и от маяка до ЛА (t_Д). Это время с достаточной степенью точности преобразуется в отсчет даль­ности до радиомаяка, т. е. , (1) где с - скорость распространения радиоволн; Д - дальность от ЛА до наземного радиомаяка.

Отсчет дальности производится по цифровому табло прибора. Для повышения помехозащищенности канала дальности в РСБН радиосигнал передается специальным двухимпульсным кодом на определенной частоте.

Азимут на ЛА определяется по сигналам наземного азимутального радиомаяка временным способом. Азимут определяется путем измерения времени от момента направления азимутальной антенны направленного действия на север до момента, когда диаграмма направленности совпадает с направлением на ЛА, т. е. до облучения ею ЛА. Зная указанное время t_φ и скорость вращения азимутальной антенны Ω, можно определить азимут ЛА φ, т. е. φ = Ωt_φ (2)

Для измерения азимута на ЛА азимутальный радиомаяк излучает два вида сигналов: опорные и азимутальные.

Радиомаяк излучает две серии опорных сигналов, представляющих собой двухимпульсные кодовые посылки «35» и «36». За один оборот антенны количество кодовых посылок каждой серии соответственно равно 35 и 36. В момент прохождения азимутальной антенной направления на север сигналы «35» и «36» совпадают и радиомаяк излучает на борт ЛА сигнал, который называется «Северное совпадение».

Для измерения азимута на ЛА кроме опорных сигналов наземный радиомаяк вырабатывает непрерывные азимутальные сигналы, которые излучаются в пространство вращающейся азимутальной двухлепестковой антенной остронаправленного действия. Антенна вращается со скоростью 100 об/мин и последовательно облучает все самолеты, находящиеся в зоне действия радиомаяка.

Рис. 1. Определение азимута временным методом

Оба сигнала, опорный («Северное совпадение») и азимутальный, принимаются приемником на ЛА, дешифрируются и подаются в схему измерения азимута, которая определяет временной интервал t_φ между опорным и азимутальным сигналами и пересчитывает его в азимут, который отображается на табло прибора.

Азимут самолета φ прямо пропорционален измеренному времени t_φ, умноженному на скорость вращения антенны Ω. Следовательно, и точность измерения азимута будет зависеть от этих параметров.

Для повышения точности измерения азимута используют постоянную скорость вращения антенны и защиту азимутальной антенны от влияния ветра специальным ветрозащитным колпаком.