
- •Министерство образования и науки Российской Федерации
- •Кафедра ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
- •Методические указания к выполнению лабораторных работ
- •Утверждено редакционно-издательским советом университета
- •СОДЕРЖАНИЕ
- •ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
- •ЛИТЕРАТУРА
- •В качестве РНП в ИФРНС "Чайка" используются величины
- •Рис.3. Структурная схема лабораторной установки
- •Рис.4. Временные диаграммы обработки радиосигналов ИФРНС
- •Таблица 1
- •Основные характеристики ПИ "Балтика"
- •Таблица 2
- •Приложение
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
Перед лабораторными занятиями каждый студент должен изучить соответствующий раздел конспектов курса лекций по дисциплине “Интегрированные коммуникационно-навигационные системы”.
При выполнении лабораторной работы каждая бригада студентов проводит исследования на конкретной лабораторной установке. Работа считается законченной после предъявления преподавателю результатов исследований.
После проведения исследований студенты обязаны привести в порядок свои рабочие места.
Перед зачетом бригада студентов должна оформить отчет по лабораторным 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 квалификационной группе работ с электроустановками напряжением до 1000 В.
2.Основную опасность при работе с ПИ "Балтика" представляет сетевой блок питания. Используемые в ПИ "Балтика" напряжения не превышают 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 тумблеров и качество всех заземлений.
5.Перед подключением электроустановки к сети 220 В, 50 Гц представить установку на проверку преподавателю.
ЛИТЕРАТУРА
Основная:
1.Радиотехнические системы / Под ред. Ю. М. Казаринова. – М.:
Высш. шк., 1990.
2.Приёмоизмеритель "Балтика". Техническое описание и инструкция по эксплуатации. – Л.: РИРВ, 1991.
2э. Приёмоизмеритель "Балтика". Электронный вариант. Техническое описание и инструкция по эксплуатации.
3.Худяков Г. И. Транспортные информационно-управляющие радиоэлектронные системы: Учеб. пособие. – СПб.: СЗТУ, 2003.
Дополнительная:
4.Никитенко Ю. И., Быков В. И., Устинов Ю. М. Судовые радионавигационные 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) импульснофазовых (ИФ) радионавигационных систем (РНС) типа "Loran-C" и исследование 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 оперативного 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 используется либо приёмоизмеритель (ПИ) спутниковых РНС (американская СРНС "NavstarGPS", российская ГЛОНАСС, европейская Galileo), либо ПИ длинноволновых (с наземным базированием передающих опорных станций), ИФРНС (американская система "Loran-C", российская ИФРНС "Чайка"), либо интегрированные приемоизмерители: СРНС/ИФРНС, СРНС/инерциальные 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 геоцентрическими координатами) синхронно излучают периодически повторяющиеся импульсные или непрерывные псевдошумовые радиосигналы. Эти радиосигналы распространяются в околоземном пространстве и образуют (когерентное) радионавигационное поле, с помощью которого неограниченное число НТС могут определять свои текущие геодезические, геоцентрические или иные "абсолютные" координаты.
Для местоопределения НТС бортовой ПИ принимает радиосигналы выбранной РНС, обрабатывает их и определяет текущие значения радионавигационных параметров (РНП): временное положение принятых радиосигналов 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"), СевероЗападная (ВЩ-О "Инта"), Северная (ВЩ-О "Норильск") и Восточная (ВЩ-О "Александровск-Сахалинский"). В настоящей работе используются радиосигналы 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 рабочей зоне ИФРНС на ведомых станциях вводится кодовая задержка излучения Ткд относительно ведущей.
Для поиска сигналов ведущей опорной станции данной цепи начальные фазы высокочастотного заполнения радиоимпульсов в каждой пачке имеют бинарное фазоманипулированное кодирование, отличающееся от кодирования 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 0º; "–" – радиоимпульс с начальной фазой 180º.
На рис.1 приведены форма (а) и формат (б) излучения сигналов европейской 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) и в [2э] (с.47-48, 50) 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 –