Рубрика: Радионавигационные приборы и системы

Быстрое перемещение ИСЗ в зоне радиовидимости наблюдателя позволяет применить метод определения места, основанный на измерении радиальной скорости, т.е. скорости сближения спутника с наблюдателем. Для измерения радиальной скорости применяется эффект Доплера. Его сущность при использовании в спутниковых систем заключается в том, что при быстром перемещении спутника, излучающего колебания строго определенной частоты f0, неподвижный наблюдатель на Земле будет принимать колебания другой частоты f. Разность этих колебаний, называемая доплеровским смещением частоты, определяется по формуле:   Так как частота f0 передатчика спутника и опорная частота судового генератора могут иметь постоянную разность ?f то формула приобретает вид Из формул видно, что если Fd=const, то ?=const и ?=const Углу ?=const в пространстве соответсвует изоповерхность в виде кругового конуса, вершина которого совпадает с ИСЗ, а ось с вектором его скорости. Так как судно на Земле, то его место надо искать на кривой по которой конус пересекается с поверхностью Земли. Эта кривая получила название изодопы. Перемещение спутника приводит к перемещению зоны видимости и соответствующих ей изодоп. Точка пересечения изодоп дает место судна. Для определения места судна требуется несколько изолиний – изодоп. Вторую и последующие изодопы получают вскоре после первой. В частном случае, когда ?=90° (судно находится на кратчайшем расстоянии от спутника), конус разворачивается в плоскость и изодопа превращается Читать дальше …

САРП (средства автоматической радиолокационной прокладки) – датчик информации, необходимый судоводителю для правильной оценки ситуации встречи с другими судами и принятия обоснованного решения для успешного расхождения с ними. Несмотря на большое разнообразие технической реализации САРП, многие устройства выполняют общие функции. Это позволяет с помощью приведенной обобщенной структурной схемы рассмотреть устройство и принцип работы САРП. Большинство САРП состоит из датчиков информации, сопрягающих устройств и устройства обработки и отображения, являющегося индикатором ситуаций. В качестве датчиков информации в САРП применяются одно- или двухдиапазонные судовые РЛС, лаг и гирокомпас. Приведенная двухдиапазонная РЛС состоит из антенны 3- и 10-сантиметрового диапазонов (П3, П10). От РЛС поступают следующие данные: текущее значение курсового угла антенны (КУА), видеосигналы (ВС) об окружающей обстановке и импульсы синхронизации (ИС). От лага (ЛГ) и гирокомпаса (ГК) поступает соответственно информация о скорости Vc и курсе Kc собственного судна. В режиме автоматической радиолокационной прокладки (АРП) РЛС, выполняя обычные функции, является одновременно основным датчиком информации о наблюдаемой обстановке. Импульсы синхронизации (ИС) в дальнейшем используются для синхронизации канала синхронизатора. Информация о курсовом угле антенны (КУА) после преобразования и кодирования используется в ряде трактов САРП. Данные лага (ЛГ) о скорости и гирокомпаса (ГК) о курсе судна после преобразований используются для формирования вектора скорости собственного судна, для вычисления навигационных параметров Читать дальше …

Обеспечение блоков радиолокационных станций электроэнергией постоянного и переменного тока с необходимыми параметрами осуществляется средствами вторичного электропитания, которые используют энергию системы электроснабжения судна. В состав средств вторичного электропитания могут входить стабилизаторы постоянного и переменного тока, выпрямители, конверторы, статические инверторы, электромашинные преобразователи тока и другие устройства. Конструктивно они могут выполняться в виде отдельных агрегатов, блоков или располагаться в общем корпусе РЛС. Существуют различные варианты подключения источников вторичного электропитания (ИВЭ) РЛС к судовой сети. Для питания судовых РЛС разработки 60-70 годов с большим электропотреблением (2…8 кВА) широко использовались электромашинные преобразователи электроэнергии типа АТО и АЛА, выполнявшие преобразование постоянного или переменного тока судовой бортовой сети в переменный ток повышенной частоты 400 или 427 Гц и предварительную стабилизацию напряжения. Уменьшение электропотребления РЛС позволило перейти к статическим инверторам и выпрямителям на полупроводниковых приборах. На рисунке ниже приведена схема питания судовой РЛС со статическим силовым инвертором преобразователем на 400 Гц. Инвертор преобразует постоянное напряжение судовой сети в переменное напряжение 110 В частоты 400 Гц. В случае питания РЛС от сети переменного тока частоты 50…60 Гц перед инвертором ставиться выпрямитель.

Автоматическая подстройка частоты (АПЧ) — устройство или метод автоматического изменения и удержания необходимой частоты электрических колебаний генератора. В процессе работы РЛС частота передатчика и гетеродина неизбежно изменяются под воздействием различных дестабилизирующих факторов. Основными из этих факторов являются изменения: • параметров резонансных элементов передатчика и гетеродина из-за влияния колебаний температуры, влажности, давления; • режима питания генераторов в результате нестабильности источников питания; • нагрузки передатчика за счет непостоянства связи с антенной при ее вращении. В результате относительного изменения частот гетеродина и передатчика разностная частота будет отличаться от номинального значения промежуточной частоты и спектр сигнала частично или полностью уйдет за пределы полосы пропускания УПЧ, и как следствие неизбежно ухудшение чувствительности приемника, а при полном уходе спектра за пределы полосы пропускания — прекращение приема. Следовательно, необходимо обеспечить постоянство разностной частоты путем автоматического слежения частоты одного генератора за изменением частоты другого. Обычно «следящей» частотой является частота гетеродина. В РЛС используется как ручная, так и автоматическая подстройка частоты (АПЧ) гетеродина приемника, обеспечивающая выполнение равенства: где значения частот, генерируемых соответственно гетеродином приемника и импульсным магнетроном передатчика. Системы АПЧ представляют собой замкнутые системы автоматического регулирования и предназначены для поддержания разности частот между частотой сигнала, излученного в пространство, и сигналом местного гетеродина, равной промежуточной. Работа системы автоматической подстройки становится понятной Читать дальше …

Совокупность станций РНС «Дека», использующихся для определения места судна, называется цепочкой. Каждая цепочка состоит из трех пар станций. Ведущая станция является общей для всех пар и располагается в центре, а ведомые – в вершинах приблизительно равностороннего треугольника. Ведомые станции называют: красной, зеленой и фиолетовой в соответствии с цветом сетки гипербол на карте, создаваемой соответствующей парой станций. С помощью каждой пары определяется одна гипербола. Все станции работают непрерывно незатухающими колебаниями. Колебания ведущей станции принимаются ведомыми станциями, трансформируются в строго определенном соотношении и излучаются в пространство. Н судне колебания сигналов ведущей и ведомых станций принимаются с помощью специального четырехканального приемоиндикатора, имеющего три точных» (по числу пар станций) фазометра и один «грубый» фазометр для опознавания дорожек, общий для всех пар станций. В приемнике колебания усиливаются, приводятся к частоте сравнения, на которой измеряется разность фаз. Частоты сравнения равны: для красной пары 24f, для зеленой пары 18f и для фиолетовой пары 30f. Частоты сравнения определяют число «точных» дорожек в зонах. Поэтому в зоне красной пары содержатся 24 дорожки, в зеленой 18 и а фиолетовой 30 дорожек. В соответствии с этим циферблаты фазометров разбиты: красный на 24 (0..24) деления, зеленый на 18 (30..48), фиолетовый на 30 (50..80). Для зеленого и фиолетового фазометров начала отсчетов дорожек сдвинуты Читать дальше …

В общей задаче обеспечения безопасности мореплавания одно из главнейших мест занимает проблема безопасного расхождения судов. Ежегодно в море сталкиваются примерно 1500 судов мирового флота вместимостью более 500 р. т. (т.е. примерно одно из каждых 25 судов) и из них от 10 до 30 судов погибают. В среднем в 15-20 % случаях причиной аварий судов являются столкновения. Следует подчеркнуть относительную тяжесть последствий столкновений. Технические убытки от них, как правило, велики и за последние годы составляют более 30 % от всех технических убытков вследствие аварийности судов. Наиболее существенно на вероятность столкновения влияет состояние видимости. В мировом морском флоте в условиях ограниченной видимости происходит 2/3 всех столкновений. С учетом относительной частоты туманов, мглы, снегопадов вероятность столкновений в условиях ограниченной видимости в 10-15 раз выше, чем при нормальной видимости. Вследствие этого ограниченная видимость предъявляет повышенные требования к профессиональной подготовке судоводителей и к бдительности несения ходовой вахты. В 1945 г., когда на транспортных судах практически не было радиолокаторов, в столкновениях участвовало 8% судов мирового флота, что составило 1400 столкнувшихся судов в год. Через 15 лет, в 1960 г., когда на большинстве судов уже были установлены радиолокаторы, в столкновениях участвовало 7% судов мирового флота, что составило около 1500 столкнувшихся судов в год.

При решении задач по предупреждению столкновений судов аппаратура АИС имеет ряд преимуществ перед РЛС и САРП. Использование АИС приводи к увеличению дистанции, на которой обнаруживаются суда, причем расстояние обнаружения не зависит от размеров и ракурса судов-целей. Дальность УКВ связи, применяемой для передачи сообщений АИС, зависит от высоты антенны и составляет порядка 20-30 миль. При использовании РЛС дистанция обнаружения зависит от эффективной площади отражающей поверхности цели. При отсутствии помех распространению и приему радиоволн среднетонажные суда обнаруживаются с помощью РЛС на расстояниях 10-18 миль, а малые 3-10 миль. Благодаря оборудованию судов высокоточными системами для определения своих кинематических параметров и АИС-транспондером для передач этих данных всем пользователям, повышается точность знания положения и элементов движения судов-целей, а следовательно, эффективность расхождения с ними. АИС позволяют получать элементы движения неманеврирующих и маневрирующих целей в реальном масштабе времени, независимо от скорости цели. В САРП кинематические параметры объектов получаются путем фильтрации их отметок на определенном промежутке временном интервале. Поэтому после захвата цели на сопровождение и после маневрирования на нахождение ЭДЦ затрачивается порядка двух-трех минут. Это время зависит от скорости цели. ЭДЦ маневрирующих судов САРП определяет с очень низкой точностью. Ввиду инерционности фильтра, данные САРП об ЭДЦ запаздывают порядка на 1-2 минуты. При использовании АИС уменьшается время обнаружения маневра Читать дальше …

Случайная ошибка определения ИРП будет представлять собой результат влияния случайных ошибок наблюдений и величин, входящих в расчеты. На примере слухового радиопеленгатора рассмотрим случайные ошибки, влияющие на точность определения ОРКУ. 1. Ошибка угла молчания ?. Минимум слышимости радиосигнала при использовании рамочной антенны должен соответствовать положению, при котором угол q между плоскостью рамки и направлением на радиомаяк будет равен 90° или 270°. Однако по ряду причин слышимость его пропадает несколько раньше, чем угол q достигнет указанных значений. В результате возникает так называемый угол молчания ? (рис. 1), в пределах которого слышимость сигнала отсутствует. Ошибка ОРКУ находится в прямой зависимости от величины угла молчания и обычно принимается не более 1/4 ?. При благоприятных условиях радиопеленгования т? = + 0,5°.