Взаимодействие ПРС с бортовыми автоматическими радиокомпасами (АРК)

Приводные радиостанции излучают непрерывные радиосигналы в диапазоне средних частот (СЧ). На борту ВС эти сигналы принимаются антенной автоматического радиокомпаса (АРК), в аппаратуре которого определяется направление фронта приходящей радиоволны относительно продольной оси ВС, т. е. курсовой угол радиостанции (КУР). Текущее значение КУР выводится на стрелочный указатель. Сравнивая курсовые углы дальней, а затем и ближней приводных радиостанций с указанными на схеме посадки значениями для данного аэродрома, пилот может определять отклонение ВС от линии заданного пути и в штурвальном управлении устранять такое рассогласование. Для опознавания приводных радиостанций производится периодическая манипуляция или амплитудная модуляция изучаемых радиосигналов тональным сигналом звукового диапазона частот кодом Морзе в соответствии с присвоенным буквенным позывным. Сигнал опознавания (позывной) ДПРС состоит из 2 букв, а БПРС имеет 1 букву (первую букву позывного ДПРС).

36. Азимутально-дальномерная система ближней навигации VOR/DME. Каковы назначение, состав, размещение, принципы функционирования, эксплуатационно-технические показатели VOR/DME, взаимодействие с бортовой аппаратурой «Курс МП»?

Наземные всенаправленные азимутальные ОВЧ-радиомаяки (РМА или иначе VOR-маяки) предназначены для бортового измерения магнитного азимута ВС относительно РНТ, в которых установлены эти радиомаяки.

Наземные всенаправленные дальномерные УВЧ-радиомаяки (РМД или иначе DME-маяки) предназначены для бортового измерения удаления ВС относительно РНТ, в которых установлены эти радиомаяки.

Маяки РМА и РМД используются как для полётов по воздушным трассам, так и для полётов в районе аэродрома, а также при посадке ВС.

Маяки РМА и РМД могут размещаться раздельно, но чаще они располагаются в одной РНТ, образуя радиомаячную систему. При совместном использовании РМА и РМД допускается разнесение их антенных систем на расстояние не более:

­ 30 метров при использовании маяков для обеспечения полётов в районе аэродрома;

­ 600 метров при обеспечении полётов по воздушным трассам.

К местности, на которой размещаются антенны РМА и РМД, предъявляются особые требования:

­ площадка для размещения антенн маяков должна быть ровной (допускается уклон не более 0,04 на расстоянии до 300 метров);

­ место установки маяков должно находиться возможно дальше от воздушных проводных линий, высота которых относительно антенн должна составлять угол не более 0,5°;

­ здания, производственные сооружения не должны находиться ближе 150 метров от маяков и иметь угол места не более 1,5° относительно горизонта.

В состав РМА и РМД (VOR / DME – маяков) должны входить:

­ передающая аппаратура с антенно-фидерной системой (АФС);

­ выносная контрольная аппаратура с антенной (для VOR-маяка);

­ система ТУ-ТС – телеуправления, контроля и телесигнализации предназначенная для:

(a) автоматического контроля основных параметров;

(b) автоматического определения отказавшего комплекта (или блока);

 

(c) автоматического переключения на резерв при отказах;

(d) выдачи сигналов оповещения: «норма», «ухудшение», «авария»;

(e) дистанционного включения/выключения радиомаяков;

(f) автоматического переключения на резервный источник электропитания;

­ комплект эксплуатационной документации и ЗИП.

Основными разновидностями азимутальных и дальномерных радиомаяков ближней навигации, используемых в России, являются маяки VOR/DME иностранного производства и отечественные РМА-90, РМД-90.

Основные эксплуатационно-технические характеристики РМА-90 приведены в табл. 7. Основные эксплуатационно-технические характеристики РМД-90 приведены в табл. 8.

 

Взаимодействие с бортовой аппаратурой «Курс МП»

Система ближней навигации и посадки КУРС МП-2 обеспечивает самолетовождение по сигналам всенаправленных радиомаяков международной системы ближней навигации VOR.

Система КУРС МП-2 совместно с радиомаяками VOR предназначена для решения следующих задач:

­ непрерывное автоматическое измерение курсового угла радиомаяка (угол между продольной осью самолета и направлением на радиомаяк, отсчитанный по часовой стрелке) и индикация его значения на приборах;

­ непрерывное автоматическое измерение азимута (угол между направлением на магнитный север, проходящий через радиомаяк, и направлением на самолет, отсчитанный по часовой стрелке) и индикация его значения на приборах;

­ измерение отклонения от заданной линии пути при полете на радиомаяк или от радиомаяка и индикация его величины на навигационно-пилотажных приборах системы автоматического управления;

­ выработка сигнала, отмечающего пролет самолета над радиомаяком;

­ опознавание радиомаяков на борту самолета.

37. Поясните назначение, состав, общие принципы функционирования, эксплуатационно-технические показатели наземных систем дальней навигации.

Радиотехнические системы дальней навигации обеспечивают определение координат и путевой скорости ВС в любой точке земного шара, и, таким образом, позволяют решать задачи самолетовождения над материками и океанами по воздушным трассам и внетрассовым маршрутам в глобальном масштабе. Примером РСДН может служить международная система ’’Омега”. Бортовое оборудование системы обеспечивает:

­ определение географических координат ВС и отображение их на цифровом табло;

­ определения величины и направления путевой скорости ВС, гринвичского времени;

­  ввод и хранение данных о координатах девяти промежуточных пунктов маршрута (ППМ) для программирования полета;

­ определение частно-ортодромических координат ВС;

­ вычисление заданного путевого угла, сопоставление его с ФПУ и определение их разности;

­ нахождение пеленга очередного ППМ и расчетного времени полета до него;

Точность определения координат ВС составляет 2 км днем и 4 км ночью, а при использовании менее точного, но более дешевого оборудования возрастает до 6 ... 10 км. Существенной особенностью РСДН является возможность навигационных определений на любых высотах над землей.

Принцип действия РСДН Омега заключается в следующем. В состав системы входит восемь наземных опорных станций (ОС), рассредоточенных по земному шару (рис. 12.1). Эти станции излучают сигналы, согласованные по частоте и фазе. На ВС производится прием излучений ОС и измерение разностей фаз сигналов, принятых от трех наземных станций. По результатам этих измерений определяются гиперболические линии положения, точка пересечения которых дает место ВС. В РСДН используются разностно-дальномерные методы фазовых измерений.

В наземной РСДН требуемая дальность определения местоположения ВС достигается поверхностной волной за счет больших мощностей передатчиков.

По принципу действия подразделяют на:

- фазовые (РСДН-20);

- импульсно-фазовые (РСДН-4);

- многочастотные (Марс-75).

По принципу базирования: стационарные; мобильные (РСДН-10).

Принципиальное отличие ФРНС от импульсных РНС заключается в том, что измерение дальности или разностей дальностей производится фазовым методом.

Характеристики на примере РСДН-20

Дальность действия — 10 тыс. км от ведущей станции. Точность местоопределения 2,5…7 км. Опорные станции излучают последовательности сигналов длительностью 3,6 с на частотах 11,905 кГц, 12,649 кГц и 14,881 кГц. Радиоволны на этих частотах отражаются от самых нижних слоев ионосферы и поэтому в меньшей степени подвержены затуханию в ионосфере (ослабление 3 дБ на 1000 км), однако фаза волны очень чувствительна к высоте отражения.

38. Каковы возможности и особенности функционирования спутниковых систем навигации GNSS (GPS, ГЛОНАСС, Gallileo)?

ГЛОНАСС

Система ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система) предназначена для определения местоположения, скорости движения и точного времени морских, воздушных, сухопутных транспортных средств и других видов потребителей.

Основу системы ГЛОНАСС составляют три сегмента:

§ космический сегмент;

§ сегмент управления;

§ сегмент потребителей.

Космический сегмент включает 24 спутника, излучающих непрерывные радионавигационные сигналы, которые формируют сплошное радионавигационное поле на поверхности Земли и околоземном пространстве.

В системе ГЛОНАСС используются навигационные космические аппараты (НКА), вращающиеся по круговой геостационарной орбите на высоте ~ 19100 км. Период обращения спутника вокруг Земли равен в среднем 11 часам 45 минутам. Время эксплуатации спутника — 5 лет. Плоскости орбит расположены через 120° и наклонены к экватору под углом 64.8°.

Сегмент управления – наземная система управления, предназначенная для контроля функционирования, непосредственно управления и информационного обеспечения сети спутников.

Сегмент потребителя обеспечивает определение пространственных координат, вектора скорости, текущего времени и других навигационных параметров в результате приёма и обработки радиосигналов, принимаемых от спутников. Из этих трёх частей последняя, а именно аппаратура пользователей, самая многочисленная.

Помимо основной функции — навигационных определений, — система позволяет производить высокоточную взаимную синхронизацию стандартов частоты и времени на удалённых наземных объектах и взаимную геодезическую привязку.

GPS

Спутниковая навигационная система GPS - Глобальная система позиционирования (местоопределения), точнее - ее космический сегмент, представляет собой созвездие из 24 спутников. Наклонение орбиты (55°) является общим для всех спутников системы. С ее помощью можно с высокой степенью точности определять координаты и скорость подвижных объектов.

Спутники GPS вращаются вокруг Земли по круговым орбитам с частотой 2 оборота в сутки, передавая навигационные радиосигналы. GPS-приемники принимают эти сигналы и вычисляют местоположение методом триангуляции. Приемник сравнивает время излучения сигнала с временем приема этого сигнала. Разность между этими величинами позволяет вычислить расстояние до спутника. Зная расстояние до нескольких спутников, GPS-приемник может определить свое местоположение и отобразить его на электронной карте.

Принимая информацию по крайней мере от трех спутников, GPS-приемник может определить двухмерные координаты пользователя (широту и долготу). "Захватив" четыре и более спутников, прибор может определить трехмерные координаты (широту, долготу и высоту). Определив местоположение пользователя, приемник может вычислить такие величины как скорость, путевой угол, траекторию, пройденное расстояние, расстояние до конечного пункта, время восхода и захода солнца и многое другое.

Точность

Современные многоканальные GPS-приемники обеспечивают достаточно высокую точность. Так, 12-канальные GPS-приемники GARMIN отслеживают до 12-ти спутников GPS одновременно, обеспечивая быстрое и уверенное определение местоположения, в том числе в городских условиях или под густыми кронами деревьев

На точность определения местоположения GPS-приемником влияет расположение видимых спутников, а также ряд атмосферных и других факторов. В среднем, точность GPS-приемников GARMIN составляет 5 м.