12

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ

РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

«УТВЕРЖДАЮ»

Начальник военной кафедры МИРЭА

В. Введенский

«_____»_______________2010 г.

Военно – специальная подготовка

(ВУС 541100)

Дисциплина ВСП.01

«Основы авиационной техники»

(программа издания 2008 года)

Раздел 2. Основы авиационной техники

Тема 7. Комплексы радиоэлектронного оборудования (рэо)

Групповое занятие

Рассмотрено на заседании цикла

Протокол №_____________________

От “______”_______________2010 г.

Москва 2010 г.

Занятие 7.4 «Радиотехнические системы навигации и посадки».

Цель: изучить назначение, состав и принципы функционирования радиотехнических средств ближней и дальней навигации; изучить состав и порядок взаимодействия СП и УВД с РТС навигации ЛА.

Учебные вопросы:

1. Радиотехнические системы ближней и дальней навигации (РСБН, РСДН).

2. Спутниковые радионавигационные системы (СРНС).

3. Системы посадки и управления воздушным движением (СП и УВД).

1. Радиотехнические системы ближней и дальней навигации (рсбн, рсдн)

Ра­дио­тех­ни­че­ские сис­те­мы ближней на­ви­га­ции.

Радиотехнические системы ближней навигации (РСБН) относятся к неавтономным угломерно-дальномерным РНС.

РСБН предназначена для определения текущих дальности Д и азимута α летательного аппарата (ЛА), относительно наземной радионавигационной точки (азимутально-дальномерного радиомаяка) (РНТ) с известными координатами (рис. 1).

Рис. 1. Определение координат в угломерно-дальномерной системе

С помощью угломерно-дальномерной системы ближней навигации решаются задачи:

- вождения ЛА по маршруту,

- привода ЛА на аэродром посадки и

- посадки ЛА в сложных метеоусловиях, а также

- для регулирования воздушного движения летательных аппаратов в районе аэродрома.

РСБН представляет собой комбинацию наземного и бортового оборудования.

Наземное оборудование включает: азиму­тальный радиомаяк, передатчик и прием­ник дальномерного канала, малогабаритные посадочные радиомаяки, индикаторное устройство (ИКО).

В состав самолет­ного оборудования входят: передатчик, приемник, блоки измерения азимута и дальности, индикаторные приборы (прямо показывающий дальность и азимут - ППДА и комбинированный пилотажный прибор - КПП).

Упрощенная структурная схема системы приведена на рис. 2.

Вся система работает в диапазоне УКВ и имеет большое число рабочих каналов.

Определение дальности на летательном аппарате производится на основе измерения времени запаздывания ответного сигнала по сравнению с запросным сигналом.

Бортовой передатчик излучает на частоте кодированные импульсы запроса (запросный сигнал), которые прини­маются наземным приемником.

Запросный сигнал дешифрируется, и запускает шифратор передатчика дальномерного канала. Наземный передатчик излучает ответные импульсы с тем же кодом (№ 1), но уже по другому каналу, на частоте .

Бортовой прием­ник СПАД (самолетный приемник азимута - дальности), принимая эти ответные сигналы, дешифрирует их и направляет в блок из­мерения дальности (БД), выход которого подключен к индика­торному прибору ППДА.

Измерение азимута на борту летательного аппарата произво­дится путем приема сигналов азимутального радиомаяка из состава азимутально-дальномерного радиомаяка.

Азимутальный маяк включает: передатчик опорного сигнала и передатчик азимутального сигнала.

Рис. 2. Упрощенная структурная схема угломерно-дальномерной системы

Передатчики азимутального маяка формируют сигналы на частоте .

Передатчик азимутального сигнала работает в непрерывном режиме, имеет направленную антенну (с узкой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости), которая вращается с постоянной угловой скоростью .

В момент прохождения направленной антенной северного направления с помощью другого передатчика, имеющего всенаправленную ан­тенну, излучается опорный сигнал (сигнал начала отсчета).

Этот сигнал принимается бортовыми устройствами ЛА, находящегося в зоне действия системы.

Кроме того на ЛА, в момент облучения его ДНА направленной антенны, будет принят и азимутальный сигнал.

Время между сигналом начала отсчета и азимутальным сигналом будет пропорционально азимуту летательного аппарата, так как .

По измеренному времени запаздывания при известной постоянной скорости вращения антенны , можно определить α.

При этом отсчет дальности до наземных средств как и азимута летательного аппарата производится по ППДА, имеющего счетчик дальности и стрелоч­ный индикатор азимута.

Ра­дио­тех­ни­че­ские сис­те­мы даль­ней на­ви­га­ции.

Ра­дио­тех­ни­че­ские сис­те­мы даль­ней на­ви­га­ции от­но­сят­ся к раз­ностно-даль­но­мер­ным РНС и пред­на­зна­че­ны для оп­ре­де­ле­ния ме­сто­по­ло­же­ния ЛА, на­хо­дя­щих­ся на боль­ших уда­ле­ни­ях от на­зем­ных ра­дио­мая­ков.

Разностно-дальномерные радионавигационные системы по­зволяют измерять при помощи радиоволн разности расстояний от подвижных объектов до неподвижных наземных точек.

По измеренной разности расстояний определяется линия положе­ния, обладающая свойством постоянства разности расстояний до двух заданных точек. Линии положения для различных значений разностей расстояний наносятся заранее на карты и затем используются при решении навигационных задач.

Принцип действия РСДН.

На земной поверхности в двух различных пунктах с извест­ными координатами устанавливаются синхронно работающие передающие радиостанции А и Б (рис. 3). Станция А такой пары является ведущей, а станция Б - ведомой.

Ведущая станция А периодически излучает короткие им­пульсные радиосигналы, которые принимаются на ведомой стан­ции Б и на борту летательного аппарата, расположенного в произвольной точке М.

Сигналы ведущей станции достигают ведомую станцию спу­стя время ,

где d=АБ - расстояние между станциями А и Б, называемое базой системы.

Рис. 3. Линии положения разностно-дальномерных систем

Ведомая станция после приема сигналов от ведущей стан­ции излучает свои импульсные сигналы с фиксированной ко­довой задержкой. Общая задержка сигналов ведомой станции относительно сигналов ведущей станции .

Таким об­разом, обеспечивается синхронность работы ведущей и ведомой станций.

Передатчики обеих станций излучают импульсы одинаковой формы и равной длительности на общей несущей частоте. Ча­стота повторения этих импульсов поддерживается постоянной.

На подвижном объекте с помощью специального приемно-индикаторного устройства осуществляется прием импульсных сигналов ведущей станции и производится измерение времен­ного интервала между ними по формуле

.

Измеренному временному интервалу соответствует вполне определенная разность расстояний от подвижного объекта до станций А и Б:

.

Линии положения разностно-дальномерных систем, соответ­ствующие измеренным временным интервалам между импуль­сами ведущей и ведомой станций, можно представлять в виде плоских гипербол при навигации на расстоя­ния до 1000 км. При больших расстояниях Землю считают шаром и линии положения изображают в виде сфери­ческих гипербол.

Разностно-дальномерная система, состоящая из пары стан­ций, позволяет определять всего одну линию положения лета­тельного аппарата. Для определения места летательного аппа­рата необходима вторая пара станций, расположенная таким образом, чтобы ее линии положения пересекались с линиями первой пары станций (рис. 4).

Рис. 4. К объяснению принципа работы РСДН

После измерения временных интервалов для двух пар на­земных станций по карте определяется местоположение лета­тельного аппарата в точке пересечения двух гиперболических линий положения.