Класифікація радіонавігаційних систем, їх тактичні і технічні характеристики

 

Радіонавігаційні системи класифікуються по наступним ознаках:

—     способу визначення місця розташування об'єкта [позиційні (кутомірні, дальномірні, різницево-дальномірні і комбіновані), що використовують числення шляху інтегруванням швидкості і прискорення, засновані на оглядово-порівняльних методах місцезнаходження ];

— виду параметра радіосигналу (амплітудні, тимчасові,  частотні і фазові), що несе інформацію і вимірюється системою;

— діапазону радіохвиль [від декакилометрових, що застосовуються у понад довгохвильових системах, до оптичних, використовуваних у лазерних системах місцезнаходження ];

— дальності дії систем (космічні, глобальні, дальної і ближньої навігації);

— місцеві розташування опорних станцій (РНТ) [системи наземного і космічного (з використанням ИСЗ у якості РНТ) базування].

Тактичними називають характеристики системи, що визначають її функціональні можливості при практичному, у тому числі і військовому, застосуванні.

До основних тактичних характеристик РНС відносять:

— зону (область) чи дії робочу зону системи, задану сектором огляду (пошуку) по вимірюваних параметрах об'єкта;

— час огляду (пошуку) заданого чи сектора швидкість огляду;

— обумовлені параметри (координати), їхнє число і точність виміру;

— здатність системи розрізняти об’єкти;

— пропускну здатність;

— завадостійкість;

— надійність.

Оскільки ці параметри широко використовують для оцінки якості функціонування різних систем, варто дати їхні загальні визначення, що надалі можуть бути уточнені стосовно до конкретних типів РНС.

Зоною дії називають область простору, у якій система надійно виконує функції, що відповідають її призначенню.

Границі робочої зони РНС характеризуються припустимими погрішностями місцезнаходження об'єкта при заданому рівні перешкод.

Майже завжди одним з параметрів, що визначають робочу зону, є дальність дії системи.

Під дальністю дії системи розуміють максимальна відстань, на якому забезпечується одержання заданих показників системи. Найчастіше максимальна дальність дії системи залежить від припустимої похибки при вимірі координат і параметрів руху об'єктів. Під дальністю дії виявлення мають на увазі максимальну дальність, на якій відношення сигналу до шуму ще досить для його виявлення з заданою імовірністю. Іноді зона дії системи обмежена з боку мінімальних значень. У цьому випадку система характеризується двома параметрами: мінімальною і максимальною дальністю дії.

Часом огляду (пошуку) називають час, необхідне для однократного огляду заданої зони дії системи. Вибір часу огляду зв'язаний з маневреністю що спостерігаються чи керованих об'єктів, обсягом простору огляду, рівнем сигналу і перешкод, а також поруч тактичних і технічних характеристик системи.

Число вимірюваних координат, так само як і точність їхнього виміру, визначає можливості системи при її практичному використанні.

Точність системи характеризується погрішностями при вимірі координат і параметрів руху об'єкта. Причинами погрішностей є недосконалість застосовуваного методу виміру й апаратури, вплив зовнішніх умов і радіоперешкод, суб'єктивні якості оператора, якщо процеси одержання і реалізації інформації не автоматизовані. Вимоги до точності системи залежать від її призначення. Невиправдане завищення вимог до точності приводить до ускладнення системи, зниженню її економічності, а іноді і надійності функціонування.

Здатністю системи розрізняти об’єкти називають здатність роздільного виміру параметрів двох чи декількох близько розташованих у просторі чи об'єктів роздільного керування ними. Відповідно розрізняють здатність, що дозволяє, по дальності і кутових координатах, а також по відповідним складовим швидкості. Здатність, що дозволяє, кількісно прийнято оцінювати мінімальною різницею значень вимірюваних параметрів сусідніх об'єктів, при якій вони сприймаються системою роздільно.

У радіонавігації звичайно знаходять власні координати об'єкта (єдиного для вимірника) і поняття розрізняти об’єкти часто зв'язують з можливістю визначення сигналу, що несе корисну інформацію про місце об'єкта, з різними паразитними сигналами (відображеннями від іоносфери, місцевих предметів і т.п.), подібними за формою корисному, але достовірної інформації про обумовлені координати не утримуючими.

Пропускна здатність характеризується числом об'єктів, що обслуговуються системою чи одночасно в одиницю часу. Пропускна здатність залежить від принципу дії системи і ряду її тактичних і технічних параметрів і, зокрема, робочої зони, точності і здатності, що дозволяє. Так, РНС, у яких використовується одна лінія зв'язку (різницево-дальномірні чи кутомірні радіомаячного типу), володіють необмеженою пропускною здатністю, тому що можуть одночасно обслуговувати будь-яке число об'єктів.

Пропускна здатність дальномірних систем, заснованих на принципі запиту й активної відповіді (дві лінії зв'язку), обмежена відповідачем, у якому для формування відповідного сигналу на кожен запит необхідно якийсь час. У цьому випадку пропускну здатність характеризують імовірністю обслуговування заданого числа об'єктів при заданому періоді повторення запитів кожним з об'єктів, що знаходяться в робочій зоні системи.

Завадостійкістю РНС — здатність надійного виконання заданих функцій в умовах впливу ненавмисних і організованих перешкод. Перешкодозахищеність визначається скритністю роботи системи і її завадостійкістю.

Під скритністю системи розуміють показник, що характеризує труднощі виявлення її роботи і виміри основних параметрів випромінюваного радіосигналу, а отже, і створення спеціально організованих (прицільних) перешкод. Скритність забезпечується застосуванням гостронаправленого випромінювання, використанням шумоподібних сигналів з низьким рівнем потужності, зміною основних параметрів сигналу в часі.

Кількісною оцінкою завадостійкостіРНС є відношення сигналу до перешкоди на вході приймача, при якому похибка виміру заданого параметра не перевершує припустимої з необхідною імовірністю; при цьому повинне забезпечуватися виявлення сигналу з заданою імовірністюпри припустимих значеннях імовірності помилкової тривоги. Необхідна завадостійкість досягається раціональним вибором параметрів радіосигналу системи, а також характеристик ДНА і пристроїв прийому й обробки сигналу.

Надійність — властивість об'єкта зберігати в часі у встановлених межах значення параметрів, що характеризують здатність виконання необхідних функцій у заданих режимах і умовах застосування, збереження і транспортування. Це визначення надійності за ДСТ 27002— 82 є універсальним і цілком відноситься до РНС і пристроїв, з яких вони складаються.

У залежності від причин, що викликають відмовлення в роботі системи, розрізняють наступні різновиди надійності:

— апаратурну, зв'язану зі станом апаратури;

— програмним, обумовленим станом програм обчислювальних пристроїв, використовуваних у системі;

— функціональну, тобто надійність виконання окремих функцій, покладених на систему, і, зокрема, витяги й обробки інформації. У цьому змісті перешкодозахищеність також може бути віднесена до функціональної надійності радіосистеми.

Економічні показники системи, маса і габарити складових її пристроїв є важливими параметрами, що впливають на сукупну оцінку якості системи.

До основних технічних характеристик радіосистеми відносяться параметри, що безпосередньо визначають її тактичні характеристики. Стосовно РНС основними технічними характеристиками є:

— метод огляду (пошуку) і виміру координат
 і параметрів руху об'єкта;

— робочі частоти, стабільність, потужність, вид модуляції, ширина спектра випромінюваних коливань;

—форма, ширина, коефіцієнт спрямованості антени;

—чутливість і смуга пропущення прийомного пристрою;

—вид і параметри пристроїв відображення і знімання інформації;

—габарити і маса пристроїв, що складають систему, споживана ними енергія від джерел харчування.

Надалі взаємозв'язок тактичних і технічних характеристик буде розглянута для конкретних типів РНС.

 

5 ТОЧНІСТЬ РАДІОТЕХНІЧНИХ МЕТОДІВ МІСЦЕЗНАХОДЖЕННЯ