История развития СРНС

После изобретения радио и разработки конструкций направленных антенн, были предприняты вполне очевидные попытки применить для целей навигации радиомаяки, работающие за пределами оптической видимости. Кроме морской навигации, радиомаяки стали широко применятся (и применяются до сих пор) в авиации для прокладки и коррекции курса летательных аппаратов. Как правило, они работают в диапазоне средних волн, а для приема сигнала используется комбинированная рамочная антенна с узкой диаграммой направленности. Существуют маяки УКВ-диапазона. Различают авиационные радиомаяки дальнего и ближнего привода. Радиомаяки позволяют скорректировать показания бортового магнитного компаса и частично заменить или продублировать его. Точность работы бортового радиокомпаса позволяет пилотам гарантированно выйти на такое расстояние к аэродрому, при котором возможна дальнейшая визуальная ориентация в пространстве, например, по местности (малая авиация) или огням взлетно-посадочной полосы.

Анализируя работу радионавигационных систем, основанных на радиомаяках, можно обнаружить, что традиционные радиокомпасы, решая с приемлемой точностью задачу курсоуказания , не позволяют решить задачу точного позиционирования на местности, т.е. определения долготы и широты объекта.

Пусть у нас имеются два береговых передатчика, А и В, и расположенный на корабле приемник О. Передатчики излучают сигнал равномерно во все стороны. Антенна корабельного приемника имеет направленное действие, т.е. когда она определенным образом повернута в сторону передатчика, амплитуда принимаемого сигнала многократно возрастает. Теоретически, если мы идеально точно определили направления на передатчики, имеющие заранее известные координаты, то мы соответственно точно определили свое местоположение на единственно возможном пересечении азимутов в точке О.

Расстояние до передатчиков многократно превышает длину волны, поэтому мы рассматриваем передатчики как точечные излучатели.

Проблема в том, что не существует антенн с идеальной диаграммой направленности, и чем острее направленность антенны, тем сложнее ее конструкция. Кроме того, если мы хотим, чтобы система позиционирования действовала за пределами оптической видимости, мы должны использовать достаточно длинные радиоволны, способные огибать горизонт. Но чем больше длинна волны, тем большие физические размеры должна иметь идеальная направленная антенна. Поэтому точность действия направленной антенны ограниченна ее разумными конструктивными размерами.

Погрешность определения азимута на радиомаяк, представленную в виде некого угла φ, путем простейших геометрических преобразований можно условно спроецировать во встречный угол φ' с вершиной позиции радиомаяка.

Очевидно, что с учетом погрешности азимутов, вместо точных координат мы получаем некую область вероятного местонахождения.

На расстояниях до радиомаяков, исчисляемых сотнями километров, погрешности измерения азимута в доли градуса проецируются в погрешности измерения местоположения, исчисляемые сотнями метров. На протяженных воздушных трассах погрешность позиционирования летательного аппарата достигает нескольких километров по величине бокового отклонения от трассы.

В стационарных условиях можно заметно сузить область вероятного местонахождения, принимая за основу такой угол антенны, который является средним между двумя крайними достоверными положениями. Однако на практике, в условиях нестабильно движущегося объекта, каким может являться небольшое судно, выбрать правильные направления чрезвычайно сложно, поскольку требуется гироскопирование всего приемного антенного узла. Подобные механические системы весьма дороги и ненадежны.

Перейти на страницу: 1 2

Интересное из раздела

Оборудование аудио и видео
Сейчас весь мир пользуется множеством различных устройств, в разных сферах индустрии. Прогресс не стоит на месте, каждый год, месяц появляются различны ...

Программное обеспечение для предварительных испытаний манипулятора грунтозаборного комплекса космического аппарата Фобос-грунт
Важным этапом отработки агрегатов и устройств КА является процесс их испытаний. Современные испытания немыслимы без автоматизации испытаний, наряду с исполь ...

Блок горизонтального отклонения электронно-лучевого осциллографа
Проектирование блока горизонтального отклонения электронно-лучевого индикатора предусматривает расчет следующих функциональных блоков схемы: ü Гене ...