Принцип действия каналов УД рнс

 

Дальномерный канал

Измерение дальности на борту осуществляется импульсным методом путем запроса с борта ВС и переизлучения запросных сигналов наземным ретранслятором дальности. При этом для обеспечения высокой надежности функционирования запрос с ВС и ответ с земли осуществляются двухимпульсными кодированными посылками. Функциональная схема канала измерения дальности в системе РСБН аналогична функциональной схеме радиодальномера. В состав РД входит приемник и передатчик с ненаправленными в горизонтальной плоскости антеннами.

Азимутальный канал РСБН включает элементы наземного всенаправленного РМ, в том числе антенную систему, которая обладает высокой направленностью в горизонтальной плоскости и вращается с постоянной скоростью 100 об/мин.Измерение азимута ВС сводится к измерению временного интервала между моментом, когда ось азимутальной антенны проходит северное направление, и моментом, когда она проходит направление на ВС.

Измерение азимута ВС сводится к измерению временного интервала t_α между моментом, когда ось симметрии ДНА азимутальной проходит северное направление, и моментом, когда она проходит направление на ВС (рис.45).

 

 

 

Рис. 45. Схема азимутального канала и временные диаграммы его работы

Через азимутальную антенну излучаются немодулированные колебания Прд 200М (рис.45). Так как антенна вращается, сигнал, принятый на борту ВС, имеет форму двух примыкающих друг к другу импульсов (рис.45, диаграмма 2). На борту из них формируется так называемый азимутальный импульс И _а, передний фронт которого совпадает со средней точкой азимутального сигнала (рис.45, диаграмма 3).

Кроме передатчика Прд 200М и направленной антенны, в состав ВРМ входит так передатчик Прд 20А и ненаправленная антенна. Они предназначены для передачи специальных опорных сигналов, из которых на борту формируется северный опорный сигнал И _о, ось симметрии которого совпадает по времени с моментом, когда ось симметрии ДНА направленной антенны проходит через направление север (рис.45, диаграмма 6). Так как угловая скорость вращения азимутальной антенны постоянна, этот временной интервал будет пропорционален азимуту ВС. Этот временной интервал измеряется на борту, причем шкала измерителя градуируется непосредственно в угловых величинах, отображающих азимут ВС.

Для повышения точности измерения азимута передача северного опорного сигнала производится не одиночным импульсом, а двумя сериями импульсов. Первая серия включает 36 импульсов, а вторая - 35 импульсов за один оборот направленной антенны (рис.45, диаграммы 4 и 5). Импульсы первой серии следуют через 10⁰ угла поворота антенны и используются для грубого определения азимута. Импульсы второй серии совместно с импульсами первой серии позволяют сформировать северный опорный импульс И_0. С этой целью импульсы обеих серий совмещаются друг с другом только один раз за период обращения антенны в момент, когда ось симметрии направленной антенны

ориентирована на север. Поэтому формирования северного сигнала на борту осуществляется путем определения момента совпадения импульсов серии 35 и 36.

Импульсные последовательности И35 и И36 (рис.45) формируются на земле с помощью дисков Д35 и Д36, имеющих магнитные вставки и закрепленными на оси вращения направленной антенны, а также индукционных катушек, установленных на неподвижном основании. При вращении антенны магнитные вставки возбуждают в катушках импульсы, из которых формируются двухимпульсные кодовые последовательности, подводимые к передатчику Прд 20А и излучаемые ненаправленной антенной. Сигналы ВРМ принимаются на борту ВС приемником АДПК, и после усиления и преобразования поступают в блок измерения и обработки БИО. Измерение временного интервала между северным опорным и азимутальным сигналами осуществляется двухшкальным методом, причем вначале определяется число десятиградусных импульсов серии “36”, а затем интервал между последним десятиградусным и азимутальным импульсами. Результаты измерений отображаются на индикаторах и на некоторых типах ВС могут подаваться в навигационное вычислительное устройство НВУ.

Индикаторный канал

Позволяет определять на земле и отображать на экране ИКО полярные координаты ВС, оснащенных бортовым оборудованием РСБН. Координаты ВС определяют методом вторичной радиолокации путем использования основных элементов азимутального ВРМ, ретранслятора дальномера и бортового оборудования ВС. Принцип измерения состоит в излучении наземным передатчиком зондирующих импульсов (запрос индикации), ретрансляции этих импульсов бортовым оборудованием РСБН и приеме их на земле. Измеряя время задержки принятого сигнала, определяют расстояние от РМ до ВС, а фиксируя угловое положение оси ДНА в момент прихода ответного сигнала, находят азимут ВС.

Индикаторный канал (рис.46) работает независимо от азимутального и дальномерного каналов, обеспечивающих измерение азимута и дальности на борту. Независимость обеспечивается использованием в этом канале трехимпульсных кодовых посылок (для измерения на борту используются двух импульсные коды). Датчиком импульсов запроса являются магнитные вставки, закрепленные на диске, установленном на оси вращения направленной антенны через каждые 2⁰ угла поворота (рис.46). С помощью этих датчиков осуществляется запуск схемы формирования напряжения развертки, управляющего радиальным движением луча на экране ИКО. Принятый с ВС ответный сигнал в дешифраторе ДУ радиомаяка (рис.46) преобразуется в одиночный импульс, который отображается на линии развертки ИКО в виде яркостной отметки (рис.47, б).

Рис. 46. Схема индикаторного канала РСБН

(а) оборудование РМ, (б) бортовое оборудование РСБН

 

Расстояние этой отметки от центра экрана пропорционально дальности до ВС, а угловое положение линии развертки с соответствующей отметкой характеризует его азимут. Индукционный датчик, управляемый магнитными вставками “180”, формирует запускающие импульсы, из которых в Прд1,с помощью шифратора Ш, формируются трехимпульсные посылки запроса индикации (рис.47, а7).

	Рис. 47. Временны процессы в индикаторном канале (а) и отметка ВС на экране ИКО (б)

 

 

Они ретранслируются самолетным приемником АДПК и передатчиком СЗД. В процессе ретрансляции производиться декодирование принятых сигналов в ДУ и кодирование излучаемых сигналов “ответ индикации” в КУ бортового оборудования. Запросные сигналы излучаются с земли ненаправленной антенной Прд1 через каждые 2⁰ угла поворота направленной антенны (рис.47, а1). Из всей совокупности принятых на борту 180 импульсов за один оборот направленной антенны с помощью блока ВИЗ (выделения импульсов запроса) выделяется один импульс, принимаемый в тот момент, когда направленная антенна ориентирована по азимуту на ВС. Выделение этого импульса

осуществляется схемой совпадения, на которую подаются двухградусные импульсы запроса индикации и азимутальный импульс (рис.47, а4). Выделенный таким образом импульс (первый двухградусный после азимутального импульса) преобразуется в шифраторе (КУ на борту ВС) в трехимпульсную посылку для ИКО. Предусмотрена возможность опознавания отметок ВС на ИКО. Для этой цели диспетчер производит запрос по радиоканалу МВ, в ответ экипаж нажимает кнопку “О” (опознавание). При этом включается блок задержки ЛЗ и бортовой передатчик СЗД излучает две кодовые посылки - основную и задержанную на определенное время. На линии развертки ИКО отображаются две отметки, смещенные друг относительно друга по дальности, что позволяет диспетчеру выделить отметку отвечающего ВС из всей совокупности отметок на ИКО.

В табл. 8 приведены основные ЭТХ отечественных радиосистем ближней навигации:

 

Таблица 8

ЭТХ	РСБН-2Н	РСБН-4Н	РСБН-6Н
Дальность действия (км), на высотах: Н = 10000 м Н = 5000 м			£150 - -
Зона действия РМ по углу места, град	0…45	0…45	0…45
Погрешность измерения (2s) номинальная (в неблагоприятных условиях): азимута, град дальности, м	0,25+4/D (км) (до 1…1,6) 200+0,03%D (до 1000…1800)
Точность индикаторного канала (2s): по азимуту, град по дальности, км	1,5	1,5	1,5
2 (на масштабе 100 км) 6 (на масштабе 400 км)
Пропускная способность, число ВС: канал азимута канал дальности	не ограничена
Число частотно-кодовых каналов

Всенаправленные радиомаяки

 

Всенаправленные РМ предназначаются для привода ВС на аэродромы и для самолетовождения по воздушным трассам. Они устанавливаются на аэродромах и в определенных точках воздушных трасс, в первую очередь в районах с высокой интенсивностью воздушного движения, в интересах обеспечения безопасности и эффективности полетов в качестве стандартной международной системы.

Всенаправленные РМ (ВРМ) получили широкое распространение за рубежом. Их устанавливают также в международных аэропортах и на воздушных трассах СНГ, выделенных для полетов ВС зарубежных авиакомпаний. ВРМ обеспечивают определение магнитного азимута ВС, называемого также магнитным пеленгом ВС, относительно точки расположения РМ. Информация об азимутах ВС, измеренных по двум разнесенным РМ, позволяет определить место ВС, однако основное назначение ВРМ - обеспечение полета воздушного судна на радиомаяк и от радиомаяка.

Информация, получаемая с помощью РМ, отображается на борту в виде магнитного пеленга РМ, связанного с азимутом ВС следующей зависимостью:

МПР = А ± 180° + d,

где d - поправка на схождение меридианов, знак “+” требуется для 0 £ A £ 180°, знак “ - “ при 180° £ A £ 360°.

Азимут используется для определения КУР, МПР, МК (рис.48).

 

Рис. 48. Величины, измеряемые с помощью ВРМ

 

Величины КУР, МРП и МК отображаются на радиомагнитном индикаторе, входящем в состав навигационно-посадочного оборудования "Курс-МП".

Всенаправленные радиомаяки обеспечивают самолетовождение по линиям равных пеленгов ВС, представляющим собой прямолинейные ортодромические траектории, проходящие через точку расположения РМ. Антенны РМ всегда ориентируются по магнитному меридиану.

В гражданской авиации находят применение несколько разновидностей ВРМ типа VOR (very high freguency omnidirectional range beacon). Радиомаяки могут применяться автономно или совместно с дальномерной системой DME (Distance measuring eguipment).

Основные эксплуатационно-технические характеристики ВРМ всех типов (за исключением точности) одинаковы и соответствуют нормам ИКАО. Они работают в диапазоне 108 … 118 МГц, в котором формируется 200 частотных каналов с разносом частот 50 кГц. При этом 160 каналов отводится для работы ВРМ, 40 - для работы курсовых РМ (КРМ) систем посадки самолетов.

Распределение каналов между РМ VOR и КРМ осуществляется следующим образом. Курсовые РМ работают в диапазоне 108 … 112 МГц, который совпадает с диапазоном частот, отводимым РМ типа VOR. Поэтому в диапазоне 108 … 112 МГц для VOR отводятся частоты с четными значениями цифр, соответствующими десятым долям мегагерц, для КРМ – с нечетными.

Дальность действия РМ зависит от их целевого назначения и высоты полета. Трассовые ВРМ оснащаются передатчиками мощностью 200 Вт и обеспечивают дальность действия до 370 км (на высотах, обеспечивающих прием сигналов в пределах прямой видимости), мощность излучения передатчиков аэродромных ВРМ составляет 50 Вт, дальность действия таких РМ 50 км. Согласно нормам ИКАО погрешности определения азимута, вносимые аппаратурой РМ, не должны превышать 2°, а погрешности вследствие несовершенства бортовой аппаратуры не более 3°, результирующая погрешность при этом не превысит 3,6°.

При приеме сигналов ВРМ VOR основной вклад в погрешность измерений вносят погрешности, обусловленные влиянием отражений от неровностей рельефа и местных предметов. Средняя квадратическая погрешность определения азимута по ВРМ 0,5 … 1°. В системе обеспечивается опознавание ВРМ. Для этого излучаемый сигнал модулируется низкочастотными колебаниями кода Морзе или речевыми позывными, выдаваемыми с магнитной ленты.