5.7. Параметры сбн

Рабочая зона СБН рассчитывается по формулам, приведенным в параграфе 1.5. Коэффициент корреляции погреш­ностей ρ принимается равным нулю. Параметры, характеризующие рабочую зону СБН (табл. 5.2), выражаются в декартовой системе координат (X, Y) с центром в РНТ.

При построении рабочей зоны задаются погрешностями определения НП σ_w (σ_А и σ_D) и требуемой точностью определения место­положения σ_МПТ.

Рабочие зоны возможных вариантов СБН (рис. 5.12), рассчитанные при σ_D1 = σ_D2=0,1 km; σ_А1 = σ_А2=0,25^o; σ_МПТ = 0,2 км и Б = 31 км, свидетельст­вуют о достоинствах дальномерной СБН.

Преимущество этой системы по сравнению с наиболее распространенной азимутально-дальномерной по точности определения МЛА при одинаковых значениях дальномерной погрешности σ_D характеризуется отношением

.

Соответствующий график, показан­ный на рис. 5.13, построен при следую­щих условиях: 2σ_D1 = 2σ_D2=2σ_D=0,2 km; 2σ_А =0,25^o; Б = 200 км; ЛА находится на перпендикуляре к се­редине базы дальномерной СБН; азимутально-дальномерный радиомаяк рас­положен в центре базы дальномерной системы.

Рабочая зона азимутально-дальномерной СБН ограничена кривой равной точности, имеющей форму окружности (зона а на рис. 5.12). В этой СБН угол γ = 90°. Радиус рабочей зоны

R_РЗ = 57,3(σ²_МПТ- 0,25σ²_D)^1/2σ ^-1_А.

Рабочая зона дальномерной СБН имеет форму окружностей, опирающих­ся на базу системы Б, как на хорду (зона б). Переменная величина при расчете рабочей зоны — угол γ, текущее значение которого для кривой равной точности, соответствующей σ_МПТ,

γ = arc sin[0,5(σ²_D1 + σ²_D2)^1/2 σ ^-1_МПД].

Рабочая зона азимутальной (пеленгационной) СБН (зона в) находится из выражения

.

Дальность действия СБН определяет­ся уменьшением уровня сигнала с рос­том расстояния до РМ и дальностью прямой видимости.

Уменьшение уровня сигнала при удалении от РМ приводит к снижению отношения мощностей сигнала и шума q² и соответствующему ухудшению точности. Для увеличения дальности действия желательно использовать на наземных РМ направленные антен­ны, особенно в трактах передачи опор­ных и дальномерных сигналов в си­стемах типа РСБН.

Дальность прямой видимости — фак­тор природного происхождения, свя­занный с квазиоптическим характером распространения радиоволн. Устойчи­вая радиосвязь на УКВ имеет место в пределах дальности прямой види­мости D_ПВ (в километрах), которая зависит от высоты подъема (в метрах) приемной h₂ и передающей h₁ антенн над земной поверхностью:

.

Антенны радиомаяков СБН обычно подняты на высоту порядка десятка метров, а высота подъема второй ан­тенны определяется высотой полета H>>h₁, поэтому (рис 5.14).

Точность определения НП характеризуется СКП σ_w = Mσ_ν, где М — масштабный коэффициент; Mσ_ν — СКП изме­рения информативного параметра сиг­нала ν (табл. 5.3).

Основные составляющие суммарной погрешности СБН — флюктуационная погрешность, вызываемая шумом при­емника и внешними помехами; по­грешности, обусловленные дестабили­зирующими факторами (отражения от местных объектов, изменение поляри­зации принимаемого сигнала и т. п.), и погрешности из-за несовершенства БА.

Пропускная способность СБН огра­ничивается ДРМ, так как его передат­чик при данной средней мощности спо­собен формировать число ответных сиг­налов, не превышающее определен­ное значение. К основным факторам, влияющим на пропускную способность, относятся минимально допустимый коэффициент ответов и максимально допустимый коэффициент заполнения.

Коэффициент ответов — отношение среднего числа импульсов ответов даль­ности N_ОД к среднему числу импульсов запросов дальности N_ЗД, т. е. К_ОТВ= N_ОД/ N_ЗД. Уменьшение К_ОТВ эквивалентно увеличению энергетических по­терь и приводит к снижению даль­ности действия. За минимально до­пустимый К_ОТВ принимают то его зна­чение, при котором обеспечивается необходимая дальность действия и нор­мальная работа запросчиков (напри­мер, отсутствие срыва слежения за дальностью).

Коэффициент заполнения — величи­на, обратная скважности импульсов ответа дальности: К_ЗАП = τ_Иn_К/Т_ОД, где τ_И — длительность импульса; Т_ОД — средний период следования кодовых групп импульсов ответа дальности; n_К — число импульсов в кодовой группе. Под максимально допустимым К_ЗАП понимают такое его значение, при ко­тором средняя мощность и тепловой режим передатчика дальномерного ра­диомаяка не выходят за расчетные пределы.

Нормы ICAO на параметры канала азимута системы VOR/DME:

Частотный диапазон, МГц 108...117,975

Разнос частот соседних каналов, кГц 50

Стабильность несущей частоты 2·10^-5

Поляризация горизонтальная

Радиус нерабочей зоны над АРМ при высоте полета 6000 м, км 10,4

Погрешность измерения азимута (2σ), градус:

общая (без учета ошибок пилотирова­ния) 3,6

вносимая аппарату­рой АРМ 2

вносимая бортовой аппаратурой 3

Минимальное значение напряженности поля в пределах

рабочей зоны, мкВ/м 90

Параметры амплитудной модуляции:

стабильность частот 30 и 9960 Гц, % 1

глубина AM, % 28...32

уровень гармоник час­тоты 9960 Гц, дБ:

второй гармоники -30

третьей » -50

четвертой и следую­щих гармоник -60

Параметры частотной модуляции:

индекс ЧМ 15...17

паразитная AM в VOR (DVOR), % 5 (40)

Параметры сигнала опознавания АРМ (код Морзе):

частота тональной AM, Гц 1020 ±50

глубина AM, % 10

скорость передачи, слов/мин 7

периодичность, с 30

Контрольное устройство АРМ должно обеспечивать измерение параметров радиомаяка, создавать сигналы преду­преждения о неисправности и аварий­но выключать модуляцию сигнала или работающий комплект, если:

измеренный контрольным устройст­вом пеленг изменился более чем на ±1°;

уровни модуляционных составляю­щих высокочастотного сигнала умень­шились более чем на 15%-,

неисправно контрольное устройство.

Контрольное устройство БА должно включать сигнализацию предупреждения об отказе (флажковую) при про­падании модуляционных составляющих с частотами 30 и 9960 Гц.

Место установки АРМ VOR — ров­ная площадка радиусом не менее 300 м, свободная от местных предметов и рас­тительности. Допустимый уклон вниз от АРМ к периферии площадки не более 4%. Угол закрытия сооружениями не более 1,2°. Деревянные постройки мо­гут затенять углы в вертикальной плоскости до 2,5°, а группы деревьев — до 2°, если они находятся на расстоянии более чем 300 м от АРМ.

Нормы 1САО на параметры канала дальности системы VOR/DME:

Частотный диапазон, МГц 962...1213

Разнос частот соседних каналов, МГц 1

Стабильность частоты:

несущей передатчика ДРМ 2·10^-5

гетеродина приемника ДРМ, кГц ±60

несущей бортового запросчика, кГц ±100

Дальность действия (если не ограничивается дальностью прямой

ви­димости), км, не менее 370

Погрешность измерения дальности (2σ), м:

общая 370 или 0,25 % D*

вносимая аппарату­рой ДРМ 150

вносимая бортовой аппаратурой 315 или 0,25 % D*

Число пар импульсов в секунду:

передатчика ДРМ 2700±90

запросчика номиналь­ная (максимальная) 30(150)

Минимальная плотность потока мощности, дБ·Вт/м² 83

Максимальный допусти­мый уровень паразитных излучений

передат­чиков, дБ -50 Параметры аппаратуры ДРМ:

аппаратурная за­держка сигнала, мкс 50±1

время восстановления после приема сигнала запроса, мкс 8

допустимое ослабле­ние сигнала при рас­стройке

относительно номинальной частоты на ±100 кГц, дБ 3

вероятность ответа на запрос не менее 0,7

Параметры сигнала опознавания ДРМ (код Морзе) :

частота следования модулируемой кодом

последовательности, пар импульсов/с 1350

скорость передачи, слов/мин 7

периодичность, с 30

* В зависимости от того, что больше.

Параметры сигналов канала даль­ности должны соответствовать значе­ниям, указанным на рис. 5.15. Кодовые каналы X и Y отличаются значениями кодового интервала τ_КИ, которые для сигнала запроса (ответа) дальности составляют 12(12) мкс в канале X и 36(30) мкс в канале Y.

Мощность импульсов каждой кодовой пары не должна отличаться более чем на 1 дБ. Требуемая форма излучаемых ДРМ импульсов должна быть такой, чтобы мощность сигнала в полосе 0,5 МГц при смещении средней частоты этой полосы относительно номинально­го значения несущей на ±0,8 МГц уменьшилась до 200 мВт, а при смеще­нии на ±2 МГц - до 2 мВт. Форма импульсов, излучаемых запросчиком, должна обеспечивать содержание 90% энергии спектра в полосе 0,5 МГц со средней частотой, соответствующей номинальной частоте данного частот­ного канала.

Функции контрольного устройства ДРМ — сигнализация, автоматическое выключение работающего комплекта ДРМ и включение резервного комплек­та при выполнении одного из следую­щих условий:

изменении времени задержки в трак­те ДРМ на ± 1 мкс и более;

уменьшении выходной мощности на 3 дБ и более;

уменьшении минимального уровня сигнала на 6 дБ и более;

изменении кодового интервала τ_КИ на ± 1 мкс и более;

неисправности контрольного устрой­ства.

Время включения сигнализации о не­исправности и переключения на резерв­ный комплект 4...10 с.