Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Учебник_НОМТ.pdf
Скачиваний:
436
Добавлен:
15.02.2015
Размер:
44.82 Mб
Скачать

Глава 16.

ОБОРУДОВАНИЕ ПОБЕРЕЖЬЯ СИСТЕМАМИ ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ СНО

Составление проекта размещения системы телеуправления СНО в заданном районе предусматри-

вает:

выбор объектов средств навигационного оборудования, подлежащих управлению с командного пункта;

определение условий прохождения радиоволн УКВ диапазона в данном районе и наличия помех

вдиапазоне рабочих частот системы;

расчет линий телеуправления.

§ 16.1. МЕТОДИКА ОБОРУДОВАНИЯ ПОБЕРЕЖЬЯ СИСТЕМОЙ ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ СНО

Рассмотрим методику оборудования заданного района побережья системой телеуправления СТУМ-62. Принципиально эта методика может быть распространена и на другие подобные типы систем.

Все средства навигационного оборудования, находящиеся в районе размещения системы телеуправления, разбиваются на три группы:

комплексные маяки с большим насыщением техникой СНО (световой маяк, радиомаяк, наутофон);

одиночные СНО (автоматический радиомаяк, огонь);

одиночные СНО, работа которых легко синхронизируется (створные огни).

Кроме того, все средства навигационного оборудования, которые планируется включить в систему телеуправления, по своему географическому расположению разбиваются на две группы для включения в правую и левую ветви управления с командного пункта. На комплексных маяках устанавливается аппаратура РИП, а на одиночных СНО — аппаратура ОИП. Командный пункт может быть установлен на одном из комплексных маяков, наиболее близко расположенном к управлению районом Гидрографической службы и имеющим с ним надежную связь, или в каком-либо служебном помещении гидрографического района.

Принцип работы системы и ее емкость позволяют, как указывалось выше, иметь две линейные ветви, в каждой из которых может находиться до 5 РИП и до 25 ОИП. С каждого РИП возможно управлять 5 ОИП. В случае использования на РИП и ОИП приемопередающих станций СТУМ-62, обладающих максимальной дальностью действия—-до 35 км, дальность действия системы при четырех переприемах может равняться 175 км.

Предельный разнос между КП и РИП, между РИП и РИП, а также между РИП и ОИП определяется не только падением мощности передаваемого сигнала, зависящего от расстояния между объектами, но и особенностями распространения радиоволн УКВ диапазона. Поэтому после выбора объектов СНО, на которых предполагается установка аппаратуры КП, РИП и ОИП, эти объекты должны быть «подняты» на карте, т. е. нанесены в виде окружностей возможные дальности радиосвязи без учета высот антенн приемной стороны, которые определяются по формуле

D = 4,1 h

(16.1)

где D — возможная дальность радиосвязи, км;

4,1—коэффициент, учитывающий кривизну Земли, среднюю рефракцию при распространении радиоволн УКВ диапазона и размерность входящих величин;

h — высота установки антенн над уровнем моря, м.

Учитывая особенности конструкции и размещения антенн, значение h берется равным высоте огня маяка над уровнем моря минус два метра. На малых объектах, не имеющих достаточно прочных или удобных для установки антенн сооружений, намечается установка специальных мачт высотой от 12 до

25 м.

Определение условий прохождения радиоволн и наличия помех

При размещении системы телеуправления СНО в случаях, когда: фактическая дальность связи превосходит расчетную, между пунктами связи имеются искусственные или естественные преграды, в

районе размещения системы работают другие УКВ станции на близко расположенных частотах, наблюдаются отклонения от нормальных условий распространения радиоволн, проводят компарирование района развертывания системы.

Работы сводятся к измерению реальной напряженности полезного сигнала и помехи в месте

приема и определению отношения РСИГНАЛА .

РПОМЕХИ

Измерения производятся с помощью стандартных измерителей напряженности поля. При этом напряженность поля полезного сигнала измеряется вблизи приемного устройства РИП или ОИП, а величина напряженности поля помех определяется при его отсутствии.

Для нормальной работы системы уровень помех должен иметь отношение сигнал: помеха не хуже

2:1.

Вдиапазоне УКВ атмосферные и промышленные помехи на качество приема влияют незначительно. Уровень атмосферных помех определяется в основном местными грозами, в их отсутствие этот уровень находится в пределах всего 1—1,5 мкВ/м.

Впериод, повышенной солнечной активности в районе рабочих частот СТУМ-62 наблюдаются атмосферные помехи, величина которых в среднем равна 4 мкВ/м и может достигать максимального значения 15 мкВ/м. Однако эти явления, как правило, кратковременны.

При распространении радиоволн УКВ диапазона отмечаются колебания напряженности полезного сигнала за счет изменения величины рефракции от подстилающей поверхности. В результате изменения фазовых соотношений между прямыми и отраженными от земли лучами амплитуда результирующего поля может претерпевать значительные изменения. Эти изменения особенно чувствительны при переходе от темного времени суток к светлому и наоборот, при изменении погоды, а также зависят от времени года. Поэтому в некоторых районах, где эти явления могут значительно нарушать нормальную работу системы, необходимо путем изменения напряженности поля полезного сигнала установить фактические изменения уровня сигнала во время наибольшей и наименьшей продолжительности дня, а также

впериод сумерек. Для определения возможности радиосвязи при наличии между антеннами участков суши или загораживающих сооружений необходимо построить профиль трассы. После уточнения условий прохождения радиоволн на наиболее неблагоприятных участках выявляют оптимальные значения реальной дальности действия системы.

§16.2. РАСЧЕТ РАДИОТРАСС ЛИНИЙ ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТАМИ СНО

Расчет радиотрассы между двумя объектами СНО сводится к определению:

возможной дальности радиосвязи D\ при заданных высотах приемопередающих антенн объектов СНО;

планового расстояния D между объектами СНО;

— энергетической дальности R действия системы телеуправления.

Возможная дальность радиосвязи в диапазоне УКВ с учетом нормальной рефракции определяется по формуле

D

 

h +

h

 

 

= 4,1

 

(16.2)

1

 

1

2

 

где D — возможная дальность радиосвязи, км;

 

 

 

 

 

h1 и h2 — высоты приемопередающих антенн над уровнем моря, м.

При этом необходимо обратить внимание на отсутствие между объектами каких-либо естественных или искусственных препятствий.

Плановое расстояние D между объектами СНО снимается с карты. Для обеспечения нормальной работы системы должно быть соблюдено условие D1 > D.

Энергетическая дальность R действия системы рассчитывается при условии обеспечения уверенного приема передаваемых сигналов, исходя из реальной мощности передающей станции и чувстви-

тельности приемника, по формуле

PПЕР N1 N 2η1η2 h12 h22

(16.3)

R = 4

 

PПР

 

где R —энергетическая дальность действия системы, м;

 

Рпер — номинальная мощность передатчика, Вт (для радиостанции системы СТУМ-62 Рпер =2 Вт); РПР — минимально необходимая мощность на входе приемника, Вт (для СТУМ-62 Рпр = 1,33 -10-12 Вт);

N1W1N2 — коэффициенты усиления приемной и передающей антенн (для одноэлементной N=1, для трехэлементной N=6, для пятиэлементной N=8);

h1 и h2 — высоты передающей и приемной антенн, м;

η1η2 — коэффициенты полезного действия фидеров передатчика и приемника (зависят от марки и длины кабеля).

Формула (16.3) после подстановки в нее значений РПЕР и РПР и выражения R в км, a h1 и h2 в м

примет вид

 

2 N1 N2η1η2 h12 h22

(16.4)

 

 

 

R = 4

 

 

 

 

1,33

 

 

 

Чтобы упростить дальнейшие расчеты, обозначим

 

 

 

4

2

N1N2 = n; 4 η1η2 = k

 

 

 

 

 

1,33

 

 

 

 

тогда формула (16.4) примет вид

 

 

 

(16.5)

 

 

 

 

R = nk

h1h2

Значения п и k (для кабеля РК-3) приведены в табл. 16.1 и 16.2.

 

Таблица 16.1

 

Значения величины п

 

 

 

 

 

 

 

Одноэле-

Трехэле-

Пятиэлемент-

 

 

Тип антенны

 

ментная ан-

ментная ан-

ная антенна

 

 

 

 

тенна

тенна

 

 

 

Одноэлементная антен-

 

1,11

1,73

1,86

 

 

на

 

 

 

 

 

 

 

Трехэлементная антен-

 

1,73

2,7

2,91

 

 

на

 

 

 

 

 

 

 

Пятиэлементная антен-

 

1,86

1,91

3,13

 

 

на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для обеспечения уверенного приема сигналов должно быть соблюдено условие R>>D т. е. плановое расстояние между пунктами связи должно быть меньше или равно энергетической дальности действия системы.

Как правило, R рассчитывают сначала для наиболее простых антенн (одноили трехэлементных) и только в случае невыполнения условия R > D переходят к расчету величины R для пятиэлементных антенн.

Пример расчета радиотрассы системы СТУМ-62

Дано:

Плановое расстояние между КП и РИП-1 D = 21 км; высота антенны КП h1=51 м;

высота антенны РИП-1 h2=32 м; длина фидера на КП L1=50 м; длина фидера на РИП-1 L2=30 м.

Решение:

1.

Рассчитаем возможную дальность радиосвязи по формуле D1 = 4,1( h1 + h2 ):

 

D1 = 4,1( 51 +

32 )= 4,1(7,1+5,6)= 52 км

2.

Рассчитаем энергетическую дальность действия системы по формуле R = nk h1h2 .

 

Из табл. 16.1 выбираем значение коэффициента п для одноэлементных антенн: n= 1,11.

 

Из табл. 16.3 выбираем значение коэффициента k для заданных длин фидеров L1=50 м и L2=30 м:

k=0,86.

 

 

Затем рассчитаем значение R:

51 32 =1,11 0,86 40,4 = 38,5 км

 

R =1,11 0,86

3/ Сравнивая значения величин D, D1 и R, видим, что в нашем случае соблюдается условие D1 > D (52 км > 21 км) и R > D (38,5 км > 21 км).

Таким образом, тип антенн выбран правильно и дальнейшие расчеты не производятся. Результаты вносим в табл. 16.3.

Таблица 16.3

Радиотрасса

 

Наименование

 

Тип

Длина фидера

 

 

 

РИП (ОИП)

 

антенны

L1/L2

КП— РИП-1

 

М-к Песчаный

1/1

50/30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h1 м

h2

 

п

k

 

D, км

D1, км

R, км

 

 

 

 

 

 

 

 

 

51

32

 

1,11

0,86

 

2!

52

38,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.