Принцип функционирования ретранслятора ДМЕ

 

Принцип работы наземных ретрансляторов ДМЕ (рис.44) заключается в следующем. Они работают в режиме постоянного импульсного заполнения с приоритетом сильных сигналов. Запросные сигналы бортовых дальномеров принимаются приемо-передающей антенной (А) на частоте запроса f_з и представляют собой кодированные пары импульсов. Количество поступающих запросов зависит от числа ВС в зоне действия маяка и может изменяться от0 до 3000 пар в секунду. Принятые запросные сигналы через антенный переключатель (АП) поступают в приемник (ПРМ), где усиливаются и детектируются. С выхода ПРМ запросные сигналы поступают в дешифратор (ДШ), где преобразуются в одиночные импульсы запроса.

Рис. 44. Структурная схема ретранслятора DME

 

Эти импульсы запускают устройство формирования ответов (УФО) и счетчик импульсов (СЧ). Последний осуществляет подсчет поступивших запросов и вырабатывает управляющие сигналы, которые запускают в работу устройство дополнения ответов (УДО) и управляют работой схемы автоматической регулировки усиления приемника (АРУ). Устройство дополнения ответов вырабатывает последовательность импульсных сигналов, число которых может меняться от 0 до 2700 импульсов в секунду. Импульсы УДО поступают в УФО, обеспечивая на его выходе постоянное число ответов, равное 2700 импульсов в секунду. Таким образом, независимо от числа поступивших запросов количество сформированных ответов остается всегда постоянным (постоянное импульсное заполнение). С другой стороны по мере увеличения числа запросов СЧ изменяет управляющее напряжение АРУ и коэффициент усиления приемника, отсеивая слабые (поступившие от ВС, находящихся на больших удалениях) запросные сигналы. С выхода УФО сформированные импульсы ответа поступают в блок задержки (БЗ), где задерживаются на постоянное время Т_о, что необходимо для обеспечения возможности измерения на борту ВС дальностей до ретранслятора_, близких к нулевой. С выхода БЗ импульсы ответа поступают в шифратор (Ш), где преобразуются кодовые ответные пары. С выхода шифратора сигналы поступают на запуск передатчика (ПРД), который формирует высокочастотные ответные сигналы на частоте f_отв. Через АП сигналы ПРД поступают в антенну и излучаются в пространство.

Важнейшей характеристикой ретранслятора ДМЕ является его пропускная способность, т.е. количество воздушных судов, обслуживаемых одновременно. Она характеризуется коэффициентом ответности К_отв, который является отношением числа ответов к числу поступивших запросов. Для ретранслятора ДМЕ значение К_отв устанавливается равным 0,9, что соответствует 100 одновременно обслуживаемым ВС. Стандартами ИКАО этот параметр ретранслятора оговаривается в пределах К_отв ≥ 0,5…0,7 при максимальном числе ВС не более 100.

В настоящее время отечественной промышленностью разработан наземный ретранслятор РМД-96, полностью соответствующий стандарту ДМЕ/N и имеющий погрешность измерения дальности 2σ_д= 75м.

Угломерно-дальномерные радионавигационные системы (УД РНС)

Общая характеристика УД РНС

Угломерно-дальномерные радионавигационные системы работают в диапазонах МВ и ДМВ и поэтому относятся к радиотехническим средствам ближней навигации. Наземное оборудование этих систем, называемое радиомаяками (РМ), устанавливается на воздушных трассах и аэродромах и предназначено для навигационного обеспечения полетов по воздушным трассам, привода ВС в район аэродрома и выхода в зону действия посадочных систем.

Угломерно-дальномерные РНС обеспечивают непосредственное получение информации об азимуте ВС относительно точки установки РМ и о расстоянии от ВС до этой точки. Поэтому такие системы часто называются азимутально-дальномерными. Новейшие поколения бортовой аппаратуры УДС предоставляют возможность измерять не только азимут и дальность до одного РМ, но и дальности до двух РМ (режим 2D). Измерение двух дальностей при определенных условиях позволяет достигнуть более высокой точности определения места ВС.

В гражданской авиации применяются отечественные азимутально-дальномерные системы РСБН (радиотехнические системы ближней навигации). За рубежом используются системы, в состав которых входят всенаправленные маяки семейства VOR и радиодальномеры DME. Эти же системы устанавливаются в отечественных международных аэропортах.

В настоящее время эксплуатируется несколько разновидностей бортового оборудования и наземных РМ системы РСБН: РСБН-4Н, Е-324 и Е-239 в магистральных аэропортах и на воздушных трассах и РСБН-6 и Е-326 на местных воздушных линиях.

Радионавигационная система РСБН позволяет решать следующие задачи воздушной навигации:

- непрерывное автоматическое определение местоположения ВС на борту и опознавание наземных РМ;

- полет по любому прямолинейному и ломаному маршруту как проходящему через точку расположения РМ, так и не проходящему через нее в режиме ручного, директорного или автоматического управления ВС;

- коррекцию автономных систем воздушной навигации.

Система РСБН обладает рядом отличительных особенностей, к числу которых относится прежде всего то, что, помимо решения основных задач воздушной навигации, предполагающих определение координат ВС на борту, она также обеспечивает получение на земле информации о динамической воздушной обстановке в районе установки РМ, т.е. создает информационную базу для управления воздушным движением. С помощью системы РСБН на земле определяют полярные координаты всех ВС, находящихся в зоне ее действия. Системы VOR-DME лишены такой возможности.

Другая важная особенность РСБН состоит в том, что в ней впервые в мировой практике реализованы принципы зональной навигации: она позволяет осуществлять ручное или автоматическое вождение ВС по любой прямолинейной или ломаной траектории, в том числе и по траекториям, не проходящим через точку расположения наземного радиомаяка системы. На первом этапе эксплуатации, длительность которого составляет 20 … 30 лет, системы VOR-DME не предоставляли подобной возможности. Они предназначались для самолетовождения на РМ и от него, т.е. обеспечивали полеты лишь по траекториям, проходящим через точку расположения РМ.

В настоящее время за рубежом разработана бортовая аппаратура зональной навигации, позволяющая осуществлять самолетовождение по произвольным прямолинейным траекториям, в том числе, и не проходящим через точку расположения РМ, с использованием информации УДС VOR-DME.

В нашей стране принципы зональной навигации были реализованы уже в первом поколении систем РСБН в конце 50-х годов. Необходимо заметить, что в состав первых поколений бортовой аппаратуры системы РСБН для осуществления зональной навигации включались специальные бортовые вычислители (счетно-решающие приборы (СРП)). На новых типах ВС, оснащенных бортовыми навигационными и пилотажно-навигационными комплексами цифрового типа, функции СРП возлагаются на эти комплексы; специальных вычислителей в составе РСБН не предусматривается.

Третья особенность системы РСБН состоит в том, что в современных поколениях бортовой аппаратуры наряду с возможностью ручного управления работой предусмотрен автоматический режим управления от БПНК, обеспечивающий включение, установку требуемого номера частотно-кодового канала и контроль работоспособности.

В состав азимутально-дальномерной системы входит наземный азимутально-дальномерный РМ и бортовая аппаратура ВС. В свою очередь, наземный азимутально-дальномерный РМ включает всенаправленный радиомаяк (ВРМ), ретранслятор дальномера (РД), индикатор кругового обзора (ИКО), устанавливаемый на РМ для отображения информации о воздушной обстановке в районе расположения РМ. На КДП устанавливается выносной индикатор кругового обзора (ВИКО) с пультом дистанционного управления, устанавливаемый, выполняющий те же функции, что и ИКО, аппаратуру контрольного выносного пункта (КВП) и РС для связи с самолетами.

В системе РСБН выделяют три функциональных канала:

- канал измерения дальности на борту, называемый дальномерным;

- канал измерения азимута на борту, называемый азимутальным;

-канал измерения координат ВС на земле, получивший название индикаторного.