1.4. Висновки

В цьому розділі розглянуто аналіз принципів побудови привідних радіомаяків(радіостанцій). Такий підхід дозволив мені більш детально засвоїти та усвідомити характерні відмінності та особливості радіонавігаційних систем в цілому. Також у розділі більш детально розглянуто структурну схему сучасної привідної радіостанції та розміщення привідних та маркерних радіомаяків на місцевості у складі системи посадки, яка дозволяє більш ефективніше та надійніше обслуговувати повітряні судна при заході на посадку. При вивчені принципів побудови ПАР та маркерного радіомаяка звернув увагу на позитивні та негативні якості тих чи інших варіантів побудови радіомаяків.

2. Обгрунтування основних тактико-технічних характеристик та структурні схеми радіомаяка

2.1. Визначення основних тактико-технічних характеристик радіомаяків

Можливості практичного використання радіотехнічних засобів навігації і їхнє призначення визначаються сукупністю тактичних характеристик. До числа основних тактичних характеристик радіотехнічних засобів навігації ставляться: точність, робоча зона (область) і дальність дії, що роздільна здатність, пропускна здатність, завадозахищеність, оперативність, надійність й ефективність, габарити, масса [1].

Ефективність використання конкретного типу РЛС та РНС значно залежить від значення параметрів РНС, що характеризують технічний стан таких систем, а також ступінь її придатності до роботи у певних умовах експлуатації [2]. Розрізняють тактичні, тактичні та експлуатаційні параметри. До тактичних відносять такі параметри, які безпосередньо характеризують ефективність функціонування РНС та в загальному випадку визначають граничні умови їх використання у системі РТЗ КПР. До групи тактичних параметрів РСН належать: відстань дії, робоча зона дії, точність визначення навігаційних параметрів, пропускна спроможність, швидкодія [2].

Дальність дії - визначає найбільшу (радіальну) відстань між РНТ розташування РНС та точкою упевненого прийому, обробки та визначення сигналів, що несуть навігаційну інформацію.

Робоча зона – це деякий обсяг простору, у межах якого похибка вимірювання навігаційного параметра не перевищує певне значення із заданою імовірністю.

Точність – це якісна характеристика, вона відбиває близькість результатів вимірювання до справжнього значення вимірюваної величини. Точність оцінюється статистичними характеристиками похибки вимірювання. У РНС для оцінювання точності вимірювання використовують середню квадратичну похибку. На практиці часто використовують довірчу імовірність 0,95. Довірчий інтервал збільшується тоді на дві середні квадратичні похибки ліворуч та праворуч математичного середнього, що виміряний за допомогою РНС [1]. Пропускна спроможність – визначає найбільшу припустиму кількість ПС, що одночасно обслуговуються РНС.

Швидкодія – визначається часом, який необхідний для формування в комплексі наземного та бортової апаратури РНС, прийому, обробки та визначення сигналів, що несуть навігаційну інформацію [3].

Технічні параметри визначають технічний стан РНС та поділяють на такі, за якими визначають, діагностують та прогнозують цей стан. До визначальних параметрів належать вихідні характеристики РНС, які за сукупністю забезпечують потрібний рівень тактичних параметрів. До них належать потужність передавачів, чутливість приймачів, частота, фаза, амплітуда, глибина модуляції інформаційного сигналу, параметри діаграми напрямленості антени тощо.

Вихідні характеристики функціональних вузлів (плат) різних трактів РНС, вимірювання яких здійснюється у пошуку елемента РНС, що відмовив, отримали назву діагностуючих параметрів. До них належать вихідні характеристики генераторів, підсилювачів, випрямлювачів та стабілізаторів блоків електроживлення, вузлів системи обробки та відображення інформаційного сигналу тощо [4].

Серед визначальних параметрів окремих трактів, вузлів є такі, що мають тенденцію до зміни (дрейфу) у наслідок природного старіння елементів. Ці параметри належать до групи прогнозуючих параметрів РНС [3].

Точність РНС як засобу вимірювання (а також методу радіонавігаційних вимірювань) є ступінь близькості до нуля його погрішності, що вводять як різниця між дійсним значенням вимірюваного навігаційного параметра і його реальним значенням за показниками індикаторного пристрою. РНС повинна забезпечити необхідну точність процесу вимірювання, під якою, у свою чергу, розуміють близькість результатів вимірювання РНП до дійсного значення вимірюваної величини. Оскільки точність вимірювальних засобів являє собою поняття, зворотне поняттю їхніх похибок, а найбільш широке застосування й опис у метрології знаходять критерії похибок вимірювань, у наступному викладі кількісна оцінка точності РНС буде ототожнюватися з кількісними показниками їхніх похибок [1].

Якщо переробляється й витягається дискретна (або дискретизована) навігаційна інформація, то точнісні можливості РНС характеризують її вірогідністю, тобто ймовірністю РПР правильного витягу інформації.

Аналогічно можна визначити повну ймовірність помилки при витягу інформації. Оскільки правильні й помилкові рішення про вимірювані параметри являють собою неспільні події, що утворять повну групу, то

(2.1).

З огляду на, що точністні показники є найважливішими тактичними показниками, що характеризують кількісну міру, ступеня виконання навігаційного завдання з використанням РНС [3].

Робочою зоною (областю) РНС називається частина простору, у межах якого погрішність визначення навігаційних параметрів з використанням системи (і відповідна погрішність визначення ліній, поверхонь положення або місця розташування об'єкта) не перевищує з обраною ймовірністю заданого значення. У такий спосіб цей важливий тактичний показник зв'язує точність радіотехнічної інформації РНС із геометрією системи й просторовим положенням рухомого об'єкта.

Під дальністю дії РНС розуміють максимальна відстань у межах її робочої зони, тобто та максимальна відстань між наземною РНТ і рухомим об'єктом, на якому забезпечується одержання навігаційної інформації з необхідною точністю. Дальність дії залежить від використовуваного діапазону радіохвиль й умов їхнього поширення (характеру земної поверхні, рельєфу місцевості, стану атмосфери й іоносфери, часу доби, висоти польоту та ін.), а також від технічних характеристик передавальних й антенних пристроїв РНС. Зокрема , основними факторами, що враховують при оцінці дальності дії РНС, що працюють у діапазонах наддовгих (НДХ) і довгих (ДХ) хвиль, є потужності наземних станцій, електричні властивості земної (підстилаючої) поверхні й час доби; для середніх (СХ) і коротких (КХ) хвиль - стан іонізованих шарів іоносфери й час доби; для ультракороткохвильового діапазону (УКХ) - облік висоти польоту ПС, а також висоти антен й перешкод на шляху поширення радіохвиль.[3]. Радіовипромінювання середніх і довгих хвиль здатні поширюватись, обгинаючи поверхню земної кулі; при цьому дальність поширення хвиль цього діапазону становить 2,5-3 тис. км. Для випромінювань СДВ діапазону земля й іоносфера утворять своєрідний сферичний хвилевід, що забезпечує поглинання лише невеликої частини енергії хвилі, і, отже, більше повільне її згасання.

У зв'язку із цим дальність дії РНС СДВ-діапазону досягає 8-10 тис. км. Максимальна дальність дії РНС, що використають СВ, ДВ і СДВ діапазони, не залежить від висоти розташування передавальної, приймальної антен і висоти польоту ЛА. Її розраховують виходячи із загальної методики визначення дальності радіозв'язку з урахуванням стаціонарного розміщення наземних РНТ [5].

Дальність дії УКВ радіонавігаційних систем внаслідок прямолінійності поширення радіохвиль цього діапазону визначається межами прямої видимості; за цими межами земна поверхня екранує приймач системи від передавача. У зв'язку із зазначеною обставиною дальність дії УКВ радіонавігаційних систем істотно залежить від висоти польоту ПС, висоти антенних пристроїв РНС і рельєфу місцевості. Тому при підготовці до польотів й у процесі польотів"льотним"складом оцінюються відстані, у межах яких можливий прийом випромінювань РНС метрового, дециметрового й сантиметрового діапазонів. Роздільна здатність характеризує здатність РНС розрізняти малі збільшення вимірюваних навігаційних параметрів.

Кількісно розв'язна здатність оцінюється мінімальною різницею двох повідомлень про вимірювані параметри, при якій можливе розрізнення цих повідомлень. Виконуючи радіонавігаційні виміри, розглядають розв'язну здатність по дальності, кутовим координатам, складовим швидкості та прискорення рухомого об'єкта.

Пропускна здатність РНС визначає її здатність до одночасного обслуговування певного числа абонентів (рухливих об'єктів, ЛА) або здатність обслуговувати певне число абонентів в одиницю часу. Пропускну здатність характеризують максимальною кількістю інформації, що може бути перероблено, витягнуто й передано радіонавігаційною системою в одиницю часу [6].

Завадозахищеність РНС характеризує можливість її надійної роботи в умовах природних і штучних перешкод. Завадозахищеність визначається завадостійкістю системи й прихованістю її роботи. Завадостійкість кількісно оцінюють відношенням сигнал/завада на вході і виході приймача системи, при якому погрішність визначення параметра не перевищує припустимого значення із заданою ймовірністю.

Під прихованістю розуміють здатність системи ускладнювати виявлення її роботи й визначення параметрів її сигналів з боку абонентів (одержувачів інформації), що не мають попередньої інформації про основні характеристики системи. Прихованість забезпечується шляхом збільшення спрямованості випромінювання й зменшення його потужності, скороченням тривалості функціонування радіосистеми, ускладненням структури радіосигналів і зміною їхніх параметрів [7].

Оперативність РНС визначається тривалістю процесу одержання навігаційної інформації, тобто сумарним часом переробки інформації на всіх етапах: від формування сигналу-носія інформації, до етапу відображення інформації в готовому виді й використання її споживачем. Оперативність РНС значною мірою підвищується з використанням автоматизації процесів переробки, відображення інформації, застосування сучасної швидкодіючої обчислювальної техніки для обробки результатів вимірювань у реальному масштабі часу й автоматичного введення сигналів-команд у систему керування повітряним рухом (або для пілотування ЛА) [3].

Надійністю називається здатність РНС виконувати задані функції й зберігати експлуатаційні показники протягом необхідного інтервалу часу.

У якості основної кількісної міри надійності, що характеризує закономірності появи відмов системи (тобто зміни її характеристик понад припустимі межі) у часі, використається ймовірність безвідмовної роботи, тобто ймовірність перевищення часу безвідмовної роботи системи заданого проміжку часу.

У практичних розрахунках надійності використається залежність імовірності безвідмовної роботи системи від інтенсивності її відмов X (середнього числа відмов в одиницю часу). Якщо відомо інтенсивність відмов елементів системи, то можна обчислити інтенсивність відмов системи в цілому й відповідній експонентній залежності для ймовірності безвідмовної роботи:

P(t)=exp [-λt] (2.2). Збільшення надійності РНС можна досягти шляхом зменшення кількості ненадійних елементів, тобто спрощенням схеми й конструкції системи, а також резервуванням елементів, вузлів або системи в цілому (введенням апаратурної надмірності), періодичним контролем і профілактичним ремонтом апаратури в процесі її зберігання й експлуатації [5].

Ефективність показує, наскільки повно (з якою якістю) радіонавігаційна система вирішує поставлені перед нею завдання з урахуванням цільового призначення системи й умов її роботи. Оскільки завдання, розв'язувані радіонавігаційними системами й комплексами, складні й різноманітні, для оцінки ефективності РНС використвують сукупність тактико-технічних характеристик систем.

Якщо поняття ефективності РНС пов'язане з одержанням корисного ефекту шляхом економічних витрат для оцінки ефективності використовують співвідношення Э = (2.3) , у якому - вартісне вираження виконаного тактичного завдання при використанні РНС; С0 - загальні витрати на виготовлення, установку й використання РНС [5-6].

Діапазон частот, кГц	150…1300
Кількість діапазонів	10

Режим роботи з подачею позивних від АПС: телефонний незатухаючими коливаннями та телефонний при роботі з тонально – модульними коливаннями і телефонний, при роботі від мікрофона чи магнітофона. Потужність в антенному контурі, Вт[2]:

В телеграфному режимі (в залежності від діапазону)	300…1200
В телефонному режимі	150…600
Мінімальна напруженість поля в межах заданої зони дії, мкВ/м	70

Зона дії, км:

В телефонному режимі (в залежності від діапазону, часу доби, географічної широти місця установки)	350…600
В телефонному режимі	250…400
Нестабільність несучої частоти	0,01
Частота тональних позивних, Гц	400±25
Частота тональних позивних, Гц	1020±50
Резервування передаючих пристроїв, %	100
Час переходу на резерв, с	30…90

Позивні сигнали можуть бути набрані в вигляді двох будь-яких літер алфавіту.

Напруга жилючої мережі, В	380/220+10%
Частота жилючої мережі, Гц	50±3%
Максимальна споживаєма потужність, кВт	5,5

Резервна мережа живлення – автоматизований дизель – генераторні установки. [2]