Доплеровские измерители скорости и угла сноса

Для определения путевой скорости и угла сноса ВС используются измерители, принцип действия которых основан на эффекте Доплера.

Эффект Доплера заключается в том, что при перемещении источника радиоволн (передатчика) относительно приемника или же приемника относительно неподвижного передатчика воспринимаемая приемником частота колебаний не совпадает с частотой излучаемых радиоволн.

Разностная частота Доплера F:

где - радиальная скорость объекта в направлении на источник радиоизлучения.

Если выразить в километрах в час, а длину волны в сантиметрах, то:

В общем случае доплеровская частота:

где - скорость объекта;

а - угол между вектором скорости объекта и направлением на источник радиоизлучения.

Путем измерения F можно определить обнаруженной цели.

С помощью данного метода разделения сигналов можно обнаруживать только движущиеся цели, но нельзя определять расстояние до цели и количество объектов в ней.

Этот принцип используется в самолетных радионавигационных станциях для определения путевой скорости самолета и угла сноса (рис.2.67.).

Формула для определения путевой скорости самолета по частоте Доплера:

где β - угол между направлением вектора путевой скорости самолета и направлением оси луча станции.

Рис.2.67. Принцип измерения путевой скорости

Четырехлучевая самолетная доплеровская радионавигационная станция дает возможность точно измерять W и УС, если известны составляющие скорости самолета, связанные с вертикальным перемещением и креном последнего.

Станция имеет двухстороннюю антенну с четырьмя лучами (рис.2.68). Лучи Л составляют левый луч, а лучи П - правый. Эти пары лучей включаются поочередно. Так как частоты лучей, направленных вперед, повышаются, а направленных назад понижаются на F_Д, то после смешивания частот двух лучей выделяется двойная доплеровская частота 2 F_Д. Это и повышает точность измерения W и УС.

Угол сноса определяют поворотом антенного устройства в горизонтальной плоскости относительно вертикальной оси при постоянном угле между левым и правым лучами, добиваясь равенства частот отраженных сигналов. При этом угол между продольной осью самолета и средней линией между двумя лучами будет равен углу сноса самолета.

Доплеровские радионавигационные станции являются автономными, они обеспечивают большую точность, чем любые другие устройства измерения путевой скорости и угла сноса. В среднем точность определения скорости составляет (0,2 - 0,3)%, а угла сноса (0,1 - 0,15)%.

Рис.2.68. Четырёхлучевой ДИСС

Контрольные вопросы:

1. Какие радиотехнические средства входят в состав ОСП? Поясните их назначение.

2. Какие задачи диспетчер может решить при помощи АРП?

3. Каково назначение радиомаяков VOR/DME?

4. Какие задачи решает РМС?

5. Какие средства входят в состав РМС? Дайте характеристику их зонам действия.

6. Каким образом в ПРС используются режимы «Привод» и «Связь»?

7. Каким образом экипаж различает работу дальнего и ближнего маркерных радиомаяков?

8. В чем заключается эффект Доплера? В каком оборудовании на рабочем месте диспетчера он используется?

9. Каким образом в РМС одновременно достигают высокой точности задания угловых направлений и большого размера зоны действия? Поясните.