Приложение: Основные характеристики опорных станций Европейской цепи ифрнс «Чайка» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
– 3 –
Общие указания
Перед лабораторными занятиями каждый студент должен изучить соответствующий раздел конспектов курса лекций по дисциплине “Интегри-рованные коммуникационно-навигационные системы”.
При выполнении лабораторной работы каждая бригада студентов проводит исследования на конкретной лабораторной установке. Работа счи-тается законченной после предъявления преподавателю результатов исследо-ваний.
После проведения исследований студенты обязаны привести в поря-док свои рабочие места.
Перед зачетом бригада студентов должна оформить отчет по лабора-торным работам и сдать его на проверку преподавателю.
Меры безопасности при выполнении лабораторных работ:
1. К работе с приемоизмерителем (ПИ) "Балтика" допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности по второй квалификацион-ной группе работ с электроустановками напряжением до 1000 В.
2. Основную опасность при работе с ПИ "Балтика" представляет се-тевой блок питания. Используемые в ПИ "Балтика" напряжения не превы-шают 30 В.
3. Собирать электроустановку для проведения лабораторной работы следует без подключения сетевого блока питания к электросети 220 В, 50 Гц.
4. На собранной электроустановке проверить выключение всех тумб-леров и качество всех заземлений.
5. Перед подключением электроустановки к сети 220 В, 50 Гц пред-ставить установку на проверку преподавателю.
Литература
Основная :
1. Радиотехнические системы / Под ред. Ю. М. Казаринова. – М.: Академия, 2008.
2. Приёмоизмеритель "Балтика". Техническое описание и инструк-ция по эксплуатации. – Л.: РИРВ, 1991.
Худяков Г. И. Транспортные информационно-управляющие ра-диоэлектронные системы: Учеб. пособие. – СПб.: СЗТУ, 2006.
Дополнительная :
4. Никитенко Ю. И., Быков В. И., Устинов Ю. М. Судовые радио-навигационные системы. – М.: Транспорт, 1992.
5. Сайбель А. Г. Основы теории точности радиотехнических методов местоопределения. – М.: Оборонгиз, 1958.
– 4 –
Лабораторная работа №1
Исследование эксплуатационно-технических характеристик
приёмоизмерителя длинноволновых импульсно-фазовых РНС
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучение принципа действия длинноволновых (ДВ) импульсно-фазовых (ИФ) радионавигационных систем (РНС) типа "Loran-C" и иссле-дование эксплуатационно-технических характеристик приёмоизмерителя (ПИ) ИФРНС как радионавигационного датчика местоположения (РДМП) объекта в радиосистемах оперативного дистанционного управления (РСДУ), использующих радиосигналы европейской цепи российской ИФРНС "Чайка".
2. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИФРНС
Одним из основных элементов современных радиосистем оператив-ного дистанционного управления (РСДУ) движением (диспетчеризации) и мониторинга (дистанционного централизованного контроля состояния) наземных транспортных средств (НТС) является радионавигационный датчик местоположения (РДМП) объекта. В качестве такового чаще всего исполь-зуется либо приёмоизмеритель (ПИ) спутниковых РНС (американская СРНС "Navstar-GPS", российская ГЛОНАСС, европейская Galileo), либо ПИ длин-новолновых (с наземным базированием передающих опорных станций) ИФРНС (американская система "Loran-C", российская ИФРНС "Чайка"), либо интегрированные приемоизмерители: СРНС/ИФРНС, СРНС/инерциаль-ные системы, ИФРНС или СРНС/датчики счисления пройденного пути и т. п.
Указанные РНС с помощью опорных станций (ОС) наземного или космического базирования (с точно известными геодезическими или геоцен-трическими координатами) синхронно излучают периодически повторяю-щиеся импульсные или непрерывные псевдошумовые радиосигналы. Эти радиосигналы распространяются в околоземном пространстве и образуют (когерентное) радионавигационное поле, с помощью которого неограничен-ное число НТС могут определять свои текущие геодезические, геоцентри-ческие или иные "абсолютные" координаты.
Для местоопределения НТС бортовой ПИ принимает радиосигналы выбранной РНС, обрабатывает их и определяет текущие значения радио-навигационных параметров (РНП): временное положение принятых радио-сигналов относительно меток времени шкалы бортового устройства хранения времени и (или) их разность. С помощью значений РНП на борту НТС или на диспетчерском пункте (ДП) РСДУ вычисляются (с определенной точностью) координаты НТС.
– 5 –
Отечественная длинноволновая ИФРНС "Чайка" состоит из четырех цепей: Европейская (ведущая опорная станция ВЩ-О "Карачев"), Северо-Западная (ВЩ-О "Инта"), Северная (ВЩ-О "Норильск") и Восточная (ВЩ-О "Александровск-Сахалинский"). В настоящей работе используются радио-сигналы Европейской цепи ИФРНС "Чайка", состоящей из пяти опорных станций (Карачев-Петрозаводск-Слоним-Симферополь-Сызрань) и имеющей период повторения радиосигналов Тп = 80 000 мкс.
Сигналы ИФРНС "Чайка" представляют собой радиоимпульсы с колоколообразными огибающими и с высокочастотным заполнением на частоте 100 кГц. Опорные станции периодически излучают пачки из восьми радиоимпульсов, интервал между которыми составляет 1000 мкс. Излучение ведомых (ВМ) опорных станций строго синхронизировано с излучением ведущей станции (ВЩ). Для временнóго разделения радиоимпульсов в рабо-чей зоне ИФРНС на ведомых станциях вводится кодовая задержка излучения Ткд относительно ведущей.
Для поиска сигналов ведущей опорной станции данной цепи началь-ные фазы высокочастотного заполнения радиоимпульсов в каждой пачке имеют бинарное фазоманипулированное кодирование, отличающееся от ко-дирования сигналов ведомых ОС. Стандартный фазовый код ИФРНС "Чайка" имеет следующий вид:
ВЩ-О нечетный период повторения + + – – + – + –
четный ––––––– " ––––––– + – – + + + + +
ВМ-1,2,3,4 нечетный ––––––– " ––––––– + + + + + – – +
четный ––––––– " ––––––– + – + – + + – –
где "+" – радиоимпульс с начальной фазой заполнения 0о ;
"–" – радиоимпульс с начальной фазой 180о .
На рис.1 приведены форма (а) и формат (б) излучения сигналов евро-пейской цепи ИФРНС "Чайка".
На рис.1.а приведено также временнóе положение характерной точки огибающей (ХТО), которая служит для привязки измерительных импульсов ПИ к идентичным нулевым переходам высокочастотного заполнения tп радиоимпульсов, принятых с помощью ПИ от различных опорных станций ИФРНС (разрешение многозначности измерений РНП). В качестве точки временнóй привязки к радиоимпульсу принят следующий первым за ХТО момент tп пересечения высокочастотным заполнением Е(t) уровня Е(t) = 0 снизу вверх (“положительный нулевой переход”).
В [2] (с.69-70, 73) приведены расположение и номера ОС европейской цепи ИФРНС "Чайка", а в Приложении к лабораторной работе №1 – значения геодезических координат, мощностей передатчиков и кодовых задержек излучения этих ОС.
– 6 –
Рис.1.
Форма (а) и формат (б) излучения радиосигналов
европейской
цепи ИФРНС "Чайка"