Вся электронная библиотека >>>

 Морское дело >>>

 

 

 

 Основы морского дела, судовождения и промышленного рыболовства


Раздел: Учебники и учебные пособия

 

§ 27. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА СУДНА С ПОМОЩЬЮ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

  

Радиотехнические средства навигации дают возможность безопасного движения судов в любых условиях плавания. К их достоинствам относятся большой радиус действия, независимость от условий погоды и видимости, туманов, снегопадов, мглы и т. п.

По геометрическому признаку (виду изолиний) радиотехнические средства навигации делятся следующим образом:

угломерные (азимутальные) — для определения направления на радиомаяк или радиостанцию;

дальномерные (дистанционные) — для определения расстояния до радиостанций;

гиперболические (разностно-дистанционные) — для измерения разности расстояний до двух береговых радиостанций;

радиально-скоростные — для измерения скорости сближения (удаления) источника радиоволн с приемником;

комбинированные — для измерения разнородных навигационных параметров, например пеленга и расстояния.

Определение места судна с помощью радиопеленгатора. Радиопеленгатор — угломерный радионавигационный прибор, позволяющий определять направление на радиомаяк (радиопеленг, радиокурсовой угол). Воспринимающим элементом радиопеленгатора является рамочная антенна, обладающая избирательностью к радиосигналам по направлению. Если радиосигнал ( 94) приходит по нормали к плоскости вертикально установленной рамки (направление YY), то разность потенциалов на выходе рамки е =et - будет нулевой. Это обусловлено тем, что в равноудаленных от излучающей станции вертикальных проводах ЭДС ei и ег будут одинаковы по амплитуде и фазе. Если этот сигнал приходит с перпендикулярного направления (ось XX), то разность потенциалов в рамке будет максимальной. Диаграмма направленности рамочной антенны имеет форму восьмерки и описывается косинусоидой в полярных координатах. Это свойство рамочной антенны и позволяет использовать ее для определения направления на радиомаяк. Поворачивая рамку до полного пропадания слышимости сигнала в наушниках, можно определить радиокурсовой угол (РКУ) или отсчет радиопеленга (ОРИ).

В современных радиопеленгаторах рамки не вращают, но идея эта сохранена.

Радиомаяками (специальные передающие радиостанции) в настоящее время оборудована подавляющая часть побережья Мирового океана. Информация о координатах, позывных, рабочих частотах, режимах работы, дальности действия радиомаяков приводится в навигационных пособиях 'Тадиотехнические средства навигационного оборудования" (РТСНО). Наиболее распространенными радиомаяками являются ненаправленные радиомаяки с круговой диаграммой направленности. Радиоволна из точки излучения в точку приема перемещается по кратчайшему расстоянию — ортодромии. Это означает, что направление на радиомаяк является направлением ортодромии в этой точке и определяется ортодромическим радиопеленгом.

Ортодромическим радиопеленгом (ОртП) называется угол между северной частью истинного меридиана и касательной к ортодромии в данной точке. Ортодромический пеленг, как и другие виды пеленгов, считается в круговой системе счета от 0° до 360°. По смысловой своей сути ортодромический пеленг является истинным радиопеленгом (ИРП), поэтому эти понятия идентичны.

Как правило, судовые радиопеленгаторы имеют две шкалы. Наружная шкала (подвижная) связана с сельсином—приемником гирокомпаса. С этой шкалы снимают радиопеленг, а при необходимости и курс судна. Внутренняя шкала радиопеленгатора установлена неподвижно, оцифрована в круговой системе счета от 0° до 360° и служит для определения отсчета радиокурсового угла (ОРКУ). Напротив нуля внутренней шкалы с наружной шкалы можно снять курс судна.

Снятый с наружной шкалы радиопеленг не будет являться истинным по причине воздействия на антенну радиопеленгатора вторичных излучений от судовых металлических конструкций. Вторичное излучение в точке приема напряженностью Я2, складываясь с электромагнитным полем радиомаяка напряженностью , приводит к искажению измеренного пеленга.

Явление отклонения направления приходящей радиоволны под действием вторичного электромагнитного излучения называют радиодевиацией.

Радиодевиация ( 95) измеряется углом между измеренным направлением на радиомаяк и действительным направлением. Она имеет стандартное обозначение /. Если действительное направление отклонено от измеренного по часовой стрелке, девиация имеет знак (+), и наоборот.

Для уменьшения величины радиодевиации применяют методы ее электрической и механической компенсации. Остаточную радиоде- 120

виацию учитывают с помощью специальной таблицы, которую составляют в функции отсчета радиокурсового угла (ОРКУ).

Имея измеренный отсчет радиопеленга ОРП, поправку гирокомпаса АГК и радиодевиацию /, можно рассчитать ортодромический пеленг ОртП = ИРП = ОРП +ATK + f.

Если расстояния соизмеримы с расстояниями визуальной навигации, то истинные (ортодромические) пеленги можно прокладывать на карте, как в визуальной навигации, не делая разницы между ортодромией и локсодромией.

При расстояниях более визуальной видимости на картах меркаторской проекции принято прокладывать локсодромические пеленги. Направление локсодромического пеленга ( 96) отличается от ортодромического на величину ортодромической поправки ф, рассчитывают его по формуле ЛокП = ИРП + ф.

Для определения знака ортодромической поправки достаточно помнить единственное правило: дуга большого круга на меркаторской карте обращена своей выпуклостью к ближайшему полюсу. Локсодромия, как известно, изображается прямой, проходящей через те же точки — место судна и маяка. Зная взаимное расположение локсодромии и ортодромии, легко установить знак ортодромической поправки.

Определение места судна по секторным радиомаякам. Секторные радиомаяки системы ВРМ-5 (отечественные) и системы "Консол" (зарубежные) позволяют определять ортодромический радиопеленг без использования антенн с направленными свойствами по любому радиоприемнику. Это возможно потому, что секторный радиомаяк ведет излучение через антенную систему с секторной диаграммой направленности, состоящей из отдельных секторов ( 97) шириной от 10° до 20°. Управляющий излучением орган позволяет получить в соседних секторах различные сигналы — в одном короткие (точки), в другом - длинные (тире), и так через один сектор.

Секторы за время рабочего цикла (30 или 60 с) плавно разворачиваются в пространстве так, что каждый сектор перемещается на место соседнего. Величину угла поворота сектора от момента начала рабочего цикла до момента прохода через место судна границы секторов определяют подсчетом точек и тире. Если, например, судно находится на границе секторов А2 и В2 (положение I), то при развороте сектора В2 за полный рабочий цикл наблюдатель должен принять 60 тире. Наблюдатель, находящийся в середине сектора В2 (положение II), должен принять 30 тире этого сектора, а затем 30 точек сектора А2.

В реальных условиях точки и тире на границе секторов могут сливаться в сплошной гул, образуя так называемые равносигнальные зоны. Если при подсчете знаков сумма точек и тире составляет меньше 60 единиц, то необходимо исправить отсчет, учитывая, что в равносиг- нальной зоне теряется одинаковое число точек и тире. Недостающее до 60 число знаков делят пополам и добавляют к отсчетам тире и точек.

Техника выполнения определения места по секторным радиомаякам предполагает следующие операции:

выборка из РТСНО данных о рабочей частоте радиомаяка и позывных;

настройка на частоту радиомаяка, опознание его по позывным сигналам;

подсчет сигналов (точек или тире) до появления сплошного гула от равносигнальной зоны и подсчет сигналов после равносигнальной зоны;

исправление отсчета;

нанесение отрезка изолинии на карте.

Для облегчения графических построений издают специальные радионавигационные карты с сетками изолиний на них. Отрезок линии положения наносят на этой карте в зоне счислимого сектора по исправленному отсчету числа знаков методом линейной интерполяции. Построив две ( а) линии положения, получают место судна.

К достоинствам секторных радиомаяков относится их значительная дальность действия (1000—1500 миль). Определение по секторным радиомаякам свободно от влияния радиодевиации, а точность определения пеленга составляет 0,2—0,5°.

Определение места судна с помощью гиперболических радионавигационных систем. Гиперболические радионавигационные системы позволяют получать линии положения по разностям расстояний от судна до двух береговых станций. Из аналитической геометрии известно, что линией одинаковых разностей расстояний от судна до двух точек (фокусов) является гипербола, откуда и происходит название систем. В фокусах гипербол ( 98) располагаются две радиостанции А, В, работа которых синхронизирована во времени. Разностям расстояний ДА , AD2, AD3 и т. д. соответствуют свои значения радионавигационных параметров в зависимости от принципа работы системы.

По принципу работы гиперболические радионавигационные системы (РНС) делятся на импульсные, фазовые, импульсно-фазовые. В импульсных РНС станция А, называемая ведущей, излучает кратковременный радиоимпульс, который распространяется во все стороны, в том числе в сторону судна (точка М) и в сторону ведомой станции (точка В). Радиостанция В, приняв сигнал от станции А, усиливает его и переизлучает. Разность моментов времени прихода радиоимпульсов от радиостанций А и В определяют по формуле

AT=TAB + T3 + TAD,

где Уди - время прохода радиоимпульсом расстояния АВ; Т3 - время задержки радиоимпульса в цепях приема, усиления и излучения станции В; 7'дд - время, обусловленное разностью расстояний от места судна до радиостанций А и В.

Отрезки времени ТАВ и Т3 строго постоянны, и их можно соответствующим образом учесть. Время 7 дд определяется выражением

ТДЛ = A D/C,

где AD — разность расстояний; С — скорость распространения радиоволны.

Поскольку разность времени 7дд прямо пропорциональна разности расстояний AD, гиперболы на радионавигационной карте оцифровывают прямо в микросекундах. Описанное взаимодействие станций А и В легко решает проблему точной синхронизации их работы, а каждому отсчету соответствует только одна вполне определенная гипербола. Построение линий положения в районе счислимого места на радионавигационной карте с сетками гиперболических изолиний выполняют методом линейной интерполяции.

В фазовых РНС типа "Декка" измеряемым радионавигационным параметром является разность фаз электромагнитных колебаний ведущей и ведомой станций.

Разность фаз сигналов Ау от станций А и В в зависимости от разности расстояний определяется выражением

Ау = (2тг/\)AD,

|де X - длина волны.

Линейная зависимость разности фаз сигналов Д<р от разности расстояний AD указывает, что изолинией является также гипербола. Гиперболы, соответствующие разностям расстояний О, X, 2Х ... иХ, на которых разность фаз Ау = 0, называются главными гиперболами. Измерение разности фаз производится в пределах от 0 до 2л, т. е. в пределах одной дорожки — расстояния между главными гиперболами. Это обстоятельство порождает многозначность решения, когда измеренной разности фаз Aip будет соответствовать множество гипербол (по числу дорожек). Разрешение многозначности выполняется привязкой к счис- лимому месту, обсервованному месту, а также переводом станции в режим работы на более длинных волнах.

Фазовая РИС типа "Омега", работающая на слабозатухающих сверхдлинных волнах, позволяет обеспечить глобальную навигацию (по всему земному шару). В системе "Омега" работают 8 станций, каждая из которых обозначена буквой латинского алфавита А, В, С ... Работа этих станций во времени синхронизируется от сверхточных атомных часов. Система "Омега" полностью удовлетворяет нужды океанского плавания.

Импульсно-фазовые РНС типа "Лоран-С" сочетают в себе достоинства импульсных (однозначность и большую дальность) и фазовых РНС (высокую точность). Грубое определение (отыскание дорожки) производится здесь импульсным методом, а точное (внутри дорожки) — фазовым методом. Дальность действия импульсно-фазовых РНС — до 1500 миль.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ:  Основы морского дела, судовождения и промышленного рыболовства

 

Смотрите также:

 

Навигационные приборы. Навигация

С развитием радиотехники радиосвязь (см. Радио) пришла на помощь судовой навигации.
Их принимает судовой радиопеленгатор, специальный радиоприемник, при помощи которого
Для определения места судна берутся радиопеленги двух радиостанций ' (радиомаяков).

 

Электронные лампы. Диод. Триод - ламповый генератор незатухающих...

Первая мировая война заставила свернуть многие мирные разработки по радиотехнике, перевести радио на милитаристские рельсы. Интенсифицировались работы по применению радиосвязи в авиации, начались и другие прикладные работы, в частности по радиопеленгации.

 

Постройка моделей судов. Сборка корпуса модели корабля

Антенну радиопеленгатора (рис. 21,е) изготовляют из проволоки. Толщина проволоки выбирается в зависимости от масштаба модели. Красят радиопеленгатор под цвет основных надстроек.

 

Подъем научно-технической революции. Технологический переворот....

нужд связи и информации радио и телевидения, которые позднее стали широко.
радиопеленговании, радиоастрономии, электронной микроскопии, электронной. фотографии и т.д.

 

ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ ПРИБОРОСТРОЕНИЕ. оптико-электронные...

В то же время радио, как оказалось, не всегда может успешно разрешить проблему беспроволочной связи (к недостаткам радиосвязи следует
Решение этих вопросов привело к появлению различного рода устройств тепло- и радиопеленгации, а также оптико-электронных...