Азимутально-дальномерная система ближней навигации

Широкое распространение получила радиотехническая система ближ­ней навигации (РСБН), которая состоит из наземного и бортового обору­дования. Появление этой системы явилось большим достижением на пути автоматизации полёта, обеспечения высокой точности самолётовождения и безопасности полётов. Азимутально-дальномерная система РСБН позволяет в зоне действия решать следующие задачи самолётовождения:

1) непрерывно определять место самолёта;

2) выполнять полёт по заданному маршруту;

3) выводить самолёт в любую заданную точку;

4) определять навигационные элементы полёта (путевую скорость, угол сноса, путевой угол);

5) осуществлять пробивание облачности и заход на посадку;

6) наблюдать с Земли по индикатору кругового обзора за самолётами, определять их координаты и опознавать самолёты, если они оборудованы аппаратурой системы опознавания.

РСБН работает в полярной системе координат, непрерывно измеряет дальность от самолёта до маяка и азимут самолёта относительно магнитного меридиана, проходящего через радиомаяк.

 

Дальномерный канал

Дальномерный канал РСБН представляет собой импульсный радиодальномер с ретранслятором, принцип действия которого рассмотрен ранее (см. рис. 8). Упрощённая функциональная схема дальномерного канала радиосистемы ближней навигации приведена на рис. 24.

 

Рисунок 24 Схема дальномерного канала РСБН

 

1 – приемник; 2 – передатчик; 3 – хронизатор; 4 – измеритель времени;

5 – индикатор дальности

 

Определение дальности производится на борту самолёта измерением интервала времени необходимого для прохождения сигналом расстояния Д от самолёта до наземного ответчика и обратно:

 

,

(60)

 

где – скорость распространения радиоволн.

Генератор запросных импульсов (3) на самолёте запускает передатчик (2) и одновременно включает измеритель времени (4). Принятый на борту самолёта ответный сигнал также поступает на измеритель времени.

В РСБН измеритель времени построен по компенсационной схеме, когда временной модулятор измерителя, задерживая опорный сигнал, компенсирует задержку дальномерного (ответного) сигнала.

В дальномерных каналах радиотехнических систем ближней навигации, построенных по принципу временных радионавигационных устройств, применяются импульсные сигналы, что позволяет ретранслятору отвечать нескольким запросчикам, т. е. обеспечивается возможность определения дальности одновременно на нескольких самолётах.

 

Угломерный канал

 

Диаграммы направленности (ДН) антенной системы наземного радиомаяка приведены на рис. 25.

 

 

Рисунок 25 Диаграмма направленности антенн наземного радиомаяка

 

Аппаратура наземного радиомаяка (РМ) состоит из двух передатчиков, питающих остронаправленную и ненаправленную антенны.

Направленная антенна излучает немодулированные колебания и вращается со скоростью (1,66 Гц). Ненаправленная антенна излучает две серии опорных импульсов, условно обозначенных по количеству импульсов в серии, приходящихся на один оборот направленной антенны: опорные «35», с частотой следования , и опорные «36», с частотой следования .

Датчики опорных импульсов установлены таким образом, чтобы в момент совмещения оси симметрии диаграммы направленности вращающейся антенны с северным направлением меридиана происходило совпадение одного из импульсов серии «35» с одним из импульсов серии «36». Это совпадение называют северным и используют в качестве сигнала начала отсчёта времени при измерении азимута А. Для повышения точности фиксации момента прохождения оси симметрии диаграммы направленности вращающейся антенны через точку, где находится самолёт, используют двухлепестковую диаграмму направленности. При такой диаграмме азимутальный сигнал на входе бортового приёмника имеет форму двойного колокола с острым минимумом, по которому и производят отсчёт времени. На борту самолёта по времени совпадения одного из импульсов серий «35» и «36» фиксируют момент, когда ось симметрии диаграммы направленности вращающейся антенны проходит через северное направление.

Время приёма совпадающих импульсов не зависит от углового положения самолёта относительно радиомаяка. Момент же приёма сигнала направленной антенны связан с азимутом самолёта А соотношением:

 

,

(61)

 

где – угловая скорость вращения антенны.

Измеряя на борту время

(62)

 

можно найти азимут самолёта А.

Упрощённая функциональная схема бортового оборудования угломерного канала представлена на рис. 26, а временные диаграммы сигналов на выходе самолётного приёмника угломерного канала – рис. 27.

 

 

Рисунок 26 Упрощенная функциональная схема

угломерного канала РСБН

1 – приемник; 2, 3 – каналы выделения опорных импульсов; 4 – каскад совпадения; 5 – каналы выделения азимутного сигнала; 6 – измеритель времени задержки; 7 – индикатор азимута

 

 

Рисунок 27 Временные диаграммы сигналов на выходе самолетного

приемника РСБН

«35», и «35» – опорные импульсы; «АС» – азимутальный сигнал

 

Временную задержку азимутального сигнала относительно северного совпадения можно измерить любым из методов, используемых в импульсных радионавигационных устройствах. Для измерения временной задержки азимутального сигнала относительно северного совпадения в РСБН применён двухшкальный фазометрический метод.

С целью наблюдения воздушной обстановки в зоне действия системы, последняя имеет наземное индикаторное устройство типа индикатора кругового обзора (ИКО). Наземный передатчик ретранслятора в данном режиме служит запросчиком, а самолётное оборудование – ответчиком, образуя радиолокационную станцию с активным ответом.

Основные параметры системы РСБН-2: дальность действия – 370 км; диапазон волн – 30 см; количество каналов – 40; параметры азимутального канала – точность измерения ± 0,25 град, время поиска – 30 с, время памяти – 2¸10с, частота облучения самолёта азимутальным сигналом – 1,66 Гц; параметры дальномерного канала – точность ±200 м, длительность импульсов – 1,5 мкс, частота следования импульсов в режиме поиска – 100 Гц, в режиме слежения – 30 Гц, максимальное время поиска – 60 с, время памяти – 2¸10с, пропускная способность – 100 самолётов.