19. Doppler navigation.

Допплеровские системы навигации.

Цель лекции: Изучение допплеровских систем.

Вопросы лекции:

19.1. Структура доплеровской системы навигации;

19.2. Доплеровские измерители путевой скорости и угла сноса;

19.3. Классификация ДИСС по виду излучаемого сигнала;

19.4. Доплеровский измеритель ДИСС-013;

19.5. Бортовой навигационный комплекс самолета ИЛ-62;

19.6. Вертолетный доплеровский измеритель ДИСС-15;

19.7. Doppler navigation.

19.1. Структура доплеровской системы навигации.

Доплеровские системы навигации (ДСН) относятся к классу автономных, т.е. таких систем, в которых необходимая навигационная информация получается с помощью только бортового оборудования воздушного судна (ВС), без применения каких-либо наземных средств.

При использовании ДСН определение места ВС осуществляется методом счисления пути. Сущность этого метода рассмотрим для простейшего случая счисления пути в плоской прямоугольной системе координат , связанной с Землей (рис. 19.1), ось которой совпадает по направлению с географическим меридианом.

Рис. 19.1. Счисление пути в плоской прямоугольной системе координат

На рис. 6.1 – вектор воздушной скорости; – горизонтальная составляющая скорости ветра; – вектор путевой скорости, т.е. скорости перемещения проекции центра масс ВС относительно поверхности Земли; – угол сноса – угол между и ; – истинный курс самолета; – координаты места самолета (МС) в момент начала отсчета текущего времени ; – текущие координаты МС.

Для навигации методом счисления пути координаты должны быть известны и непрерывно (в интервале времени ) должны измеряться составляющие и путевой скорости . Если эти условия удовлетворяются, то текущие координаты определяются путем интегрирования составляющих и во времени:

, . (19.1)

Собственно доплеровский измеритель позволяет измерить абсолютное (скалярное) значение путевой скорости и угла сноса ( ), т.е. направление вектора относительно продольной оси ВС.

Вполне очевидно, что эти данные не определяют положение в системе координат и его составляющих и .

На основании рис. 18.1

, . (19.2)

это означает, что для определения и необходимо измерять истинный курс ( ).

Для счисления пути с помощью ДИСС должны измеряться и и с помощью курсовой системы (КС) – , а это значит, что доплеровская система навигации должна включать три функционально самостоятельные части (рис. 18.2):

– собственно ДИСС, измеряющий и ;

– курсовую систему, измеряющую (или ортодромический курс );

– навигационный вычислитель ( ), реализующий алгоритмы (19.1) и (18.2).

Рис. 19.2. Структурная схема доплеровской системы навигации

Так как счисление пути в ДНС ведутся по формулам (19.1), то погрешности при определении и интегрируются во времени. Медленно меняющиеся погрешности, сохраняющие свой знак за время неизменным, возрастают при этом прямо пропорционально . Поэтому автономные системы комлексируются с позиционными радионавигационными системами (угломерно-дальномерными, разностно-дальномерными), с помощью которых корректируются результаты измерений автономных систем. Сущность коррекции заключается в периодической замене счисленных координат координатами, определенными с помощью позиционной радионавигационной системы (РНС).