2.2. Принципы построения разностно-дальномерной рнс

Принцип действия системы РСДН приведен на рис. 2. Ведущая станция А и две ведомые станции Б и В, расположенные по обе стороны от ведущей на примерно одинаковых базовых расстояниях от нее b₁ = b₂ = b, образуют цепочку из трех синхронизированных наземных станций.

Точка М соответствует расположению подвижного объекта .(самолета, корабля) с установленным на нем бортовым приемоиндикатором.

Сигналы, излучаемые ведущей станцией А, через опреде­ленный интервал, равный времени распространения радио­волн по базам между ведущей и ведомыми станциями, дости­гают ведомых станций Б и В. Ведомые станции, приняв сиг­налы ведущей станции, используют их для синхронизации по фазе и огибающей собственных сигналов. Сигналы ведомых станций излучаются относительно моментов приема сигнала ведущей станции с определенными, строго фиксированными задержками, значение которых всегда выбирается таким об­разом, чтобы импульсы одной станции не перекрывались импульсами других станций синхронизируемой цепочки во всей рабочей зоне системы.

Рис. 2. Принцип определения МПЛА в РСДН

Сигналы, излучаемые передающей антенной ведущей станции А, достигают приемной антенны бортового приемоиндикатора подвижного объекта М через временной интервал t_ам, пропорциональный расстоянию D_ам от подвижного

объекта до ведущей станции, т. е.

(3)

Сигналы, излучаемые передающими антеннами ведомых станций Б и В, достигают приемной антенны бортового приемоиндикатора М соответственно через временные интер­валы t_бм и t_вм, пропорциональные расстояниям D_бм и D_ВМ от подвижного объекта до ведомых станций, т. е.

, (4)

. (5)

Бортовой приемоиндикатор производит непрерывные измерения по фазе и огибающей радиоимпульсов навигационных пакетов разностей времен прихода сигналов (Δt_АБ и Δt_АВ) от двух пар станций АБ и АВ в точку М расположения подвижного объекта:

(6)

(7)

где t_Аб и t_ав - время распространения сигнала по базе от фазового центра передающей антенны веду­щей станции А до фазового центра передаю­щих антенн ведомых станций Б и В;

t_КБ и t_КВ - кодовые задержки ведомых станций Б и В, равные, временным интервалам между мо­ментами прихода сигнала ведущей станции, и моментами излучения сигналов ведомых станций.

Кодовые задержки вводятся с целью обеспечения необхо­димой последовательности прихода сигналов ведомых станций на ЛА во всей рабочей зоне, а в военное время для затруднения использования систем противником.

Постоянные величины t_зБ=t_АБ+t_КБ t_зВ=t_АВ+t_КВ на­зываются задержками излучения ведомых станций Б и В и определяются на станциях в процессе калибровки системы с помощью подвижных контрольных пунктов.

В бортовых приемоиндикаторах подвижных объектов истинные значения постоянных величин t_зБ и t_зВ учитываются при измерении разности времен ∆t_АБ и ∆t_АВ, называемые навигационными параметрами системы.

Измерения навигационных параметров ∆t_АБ и ∆t_АВ по фазе и используемые для устранения многозначности фазовых отсчетов измерения по огибающей радиоимпульсов навига­ционных пакетов выполняются по высокостабильному по­верхностному сигналу в пределах временного интервала, примерно равного первой половине переднего фронта радио­импульса пакета, свободной от влияния нестабильного, отра­женного от ионосферы сигнала.

Измеренные бортовым приемоиндикатором значения навигационных параметров ∆t_АБ и ∆t_АВ соответствуют определенной разности расстояний ∆D_АБ и ∆D_АВ от подвижного объекта М до ведущей станции А и каждой из ведомых стан­ций Б и В (см. рис. 2). Если объект будет двигаться по траектории, на которой значение навигационного параметра не изменяется (т. е. разность расстояний ∆D_АБ или ∆D_АВ постоянна), то такой траектории соответствует вполне опре­деленная линия положения на земной поверхности - плоская гипербола. Причем для расстояний 1000…1500 км кривизну земной поверхности можно не учитывать. В фокусах гипербо­лы, проходящей через точки М и М', находятся ведущая и одна из ведомых станций. Однако по одной паре станций, дающих при измерении навигационного параметра множество непересекающихся гипербол, определить местоположение подвижного объекта невозможно. Поэтому используют семей­ство пересекающихся гиперболических линий положения, образованных двумя парами станций, которые наносятся на карту и оцифровываются в микросекундах (через 50…100 мкс), поскольку бортовой приемоиндикатор подвижного объекта непосредственно измеряет не разности расстояний, а разностные временные интервалы.

При ручном способе определения гиперболических коор­динат местоположения подвижного объекта необходимо найти по карте по отсчетам бортового приемоиндикатора две пере­секающиеся линии положения. Точка пересечения этих линий даст искомые гиперболические координаты местоположения подвижного объекта. Следует учесть, что для правильного определения на карте искомых линий положения необходимо в отсчёты бортового приемоиндикатора ввести поправки, учи­тывающие изменения скорости распространения радиоволн по трассам между наземными станциями и подвижным объектом в зависимости от эффективной проводимости подстилающей поверхности. Измеренные бортовым приемоиндикатором вре­менные интервалы ∆t_АБ и ∆t_АВ могут быть при автоматиче­ском способе преобразованы в геодезические или ортодромические координаты местоположения объекта с помощью циф­ровых преобразователей координат или бортовых электронно-вычислительных машин.

Начальник цикла А. Каргапольцев

8