Сигналы канала vor Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Зависимость СКО погрешности определения координат от высоты БС

Параметр Абсолютная высота БС, м

200 300 400 500 600 700 800 1000 2000

°пл , м 387,48 2,93 2,83 2,93 3,03 3,23 3,5 4,08 7,6

ah , м 3357,12 11,38 5,75 4,08 3,26 2,82 2,63 2,41 2,76

°сф , м 3379,41 11,75 6,41 5,02 4,45 4,29 4,38 4,74 8,09

Полученные результаты моделирования показывают, что ИФРНС могут быть использованы для решения задачи определения координат объектов в пространстве. При этом с целью повышения точности определения координат ЛА при посадке или работе на малых высотах требуется использование дополнительных датчиков навигационной информации, например бортовых высотомеров, что позволит использовать информацию о высоте полета при решении систем уравнений для определения координат ЛА.

Библиографические ссылки

1. Пат. 2457629 Российская Федерация, МПК И04Ь 29/02 (2006.01) в018 3/46 (2006.01). Фазовая радионавигационная система / А. М. Алешечкин ; заявитель и патентообладатель Сибирский федер. ун-т. № 2011128914/08 ; заявл. 12.07.2011; опубл. 27.07.2012. Бюл. № 21. 24 с.

2. Алешечкин А. М., Иванов П. Н., Кокорин В. И. и др. Высокоточная радионавигационная система для морских потребителей // Гироскопия и навигация : науч.-техн. журнал. 2004. № 2(45). С. 5-12.

References

1. Patent 2457629 Russian Federation, MPC H04L 29/02 (2006.01), G01S 3/46 (2006.01). Phase Radionavigation System / Aleshechkin A. M ; applicant and patentee Siberian Federal University, № 2011128914/08; Appl. 12.07.2011 ; publ. 27.07.2012, Bull. № 21. 24 p.

2. Aleshechkin A. M., Ivanov P. N., Kokorin V. I. Precision radio navigation system for a marine user /, etc. // Gyroscopy and Navigation : Scientific and Technical Journal. 2004. № 2(45). P. 5-12.

© Алешечкин А. М., Гейман В. Н., 2014

УДК 629.73.08; 629.7.004.67

СИГНАЛЫ КАНАЛА VOR

П. С. Гапенко, С. О. Майнашева, Э. В. Горбунов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

Е-mail: [email protected]

Навигация является основной в большинстве стран мира. Самолеты летают по воздушным трассам, которые строятся из отрезков. Отрезки образуют сеть, опутывающую целые государства. В узлах этой сети (на концах отрезков) расположены VOR - радиостанции. Всенаправленный азимутальный радиомаяк предназначен для определения положения воздушного судна. Работа освещает вопросы , касающиеся формирования сигнала VOR. Рассматриваются преимущества и недостатки данной радионавигационной системы.

Ключевые слова: VOR, радиомаяк, радионавигационный комплекс.

CHANNEL SIGNALS VOR P. S. Gapenko, S. O. Maynasheva, E. W. Gorbunov

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation Е-mail: [email protected]

Navigation is basic in most countries. Planes fly in the airways, which are constructed from segments. Segments form a network that entangles the entire state. The nodes of the network (at the ends of the segments) located VOR -radio. Azimuthal omnidirectional radio range is designed to determine the position of the aircraft. The work covers issues related to the formation of the signal VOR. Discusses the advantages and disadvantages of this navigation system.

Keywords: VOR, NDB, radionavigation complex.

Решетневскуе чтения. 2014

Радиомаяк азимутальный VOR (РМА-90) является наземным оборудованием азимутальной системы навигации воздушных судов метрового диапазона волн с форматом сигналов VOR, и рекомендован ICAO в качестве основного средства измерения азимута на авиатрассах или в качестве дополнительного средства обеспечения захода на посадку и посадки самолетов гражданской авиации [1-2].

VOR (РМА-90) предназначен для формирования в пространстве навигационных сигналов, содержащих информацию об азимуте любой точки зоны действия относительно точки установки радиомаяка, и сигналов опознавания радиомаяка.

Радиомаяк VOR излучает в пределах зоны действия навигационные сигналы, содержащие информацию об азимуте, сигнал опознавания с отличительными признаками радиомаяка и может излучать сигналы РТС. Радиомаяк VOR излучает на одной из 160 несущих частот (в диапазоне от 108 до 117,975 МГц с шагом 50 КГц) сигналы опорной и переменной фаз частотой 30 Гц.

Амплитудно-частотно-модулированный сигнал опорной фазы, содержащий частотно-модулированную поднесущую (9960 Гц с девиацией плюс-минус 480 Гц) излучается неподвижной всенаправленной антенной. Амплитудно-модулированный частотой 30Гц сигнал переменной фазы излучается вращающейся (30 об/с) направленной антенной с диаграммой направленности в виде «восьмёрки»..

Складывающиеся в пространстве диаграммы направленности образуют переменное по амплитуде поле, изменяющееся с частотой 30 Гц. Радиомаяк VOR ориентирован так, что фазы опорного и переменного сигналов совпадают в направлении магнитного северного меридиана. В момент, когда максимум диаграммы направленности вращающегося поля направлен туда, частота сигнала поднесущей имеет максимальное зна-чение(1020 Гц). В остальных направлениях фазовый сдвиг меняется от ноля до 360 градусов. Упрощённо можно представить VOR как радиомаяк, излучающий в каждом направлении свой индивидуальный сигнал. Количество таких «сигналов-азимутов» определяется только чувствительностью бортового оборудования к величине сдвига фаз, прямо пропорционального текущему азимуту ЛА относительно радиомаяка. В этом контексте, вместо понятия «азимут» употребляется термин радиал. Принято считать, что количество ра-диалов равно 360. Номер радиала совпадает с числовым значением магнитного азимута.

Бортовой индикатор VOR, помимо указания азимута, позволяет вести ЛА в режимах «от» и «на» радиомаяк по заданному азимуту. Для этого на индикаторе VOR имеются соответствующие планки, показывающие отклонение ЛА от ЛЗП. Соответственно ЛЗП должна проходить непосредственно через сам маяк.

Для опознавания маяков VOR несущая частота манипулируется с помощью азбуки Морзе сигналом частоты 1020 Гц. Кроме того, позывные сигналы могут передаваться голосом с помощью магнитной записи.

Подобный принцип построения угломерной системы позволяет, за счёт усложнения наземной части

комплекса, одновременно упрощать аппаратуру, устанавливаемую на борту ЛА. Несомненно, это стало одним из главных факторов, обусловивших широкое распространение систем VOR, в том числе и в малой авиации.

Бортовая аппаратура принимает и обрабатывает сигналы радиомаяка и выдает информацию пилоту или в систему автоматического управления самолетом.

Система обеспечивает получение на борту воздушного судна [3-4]:

- информации об азимуте воздушного судна, т. е. угле между направлением на Север и направлением «радиомаяк - самолет» относительно места установки радиомаяка;

- об отклонении воздушного судна от заданной линии курса (линии положения);

- о направлении полета относительно радиомаяка, «на» или «от» него;

- об отличительном признаке радиомаяка;

- речевых сообщений.

При одновременном приеме бортовой аппаратурой сигналов двух VOR может быть определено положение воздушного судна. Для этого необходима карта и знание местоположения радиомаяков. VOR может объединяться с дальномерным радиомаяком DME/N. В этом случае при наличии на борту воздушного судна соответствующей дальномерной аппаратуры достаточно одного совмещенного радиомаяка VOR/DME для определения положения воздушного судна в системе полярных координат «азимут - дальность».

Главным преимуществом VOR является возможность надежного информирования экипажа об азимутальном положения воздушного судна относительно радиостанции, которое может с легкостью поддерживаться пилотом. На этой системе основаны многие воздушные трассы. Самолет может следовать курсом от одной станции VOR к другой, переключая приемник на соответствующие частоты. При этом обеспечивается точное соблюдение курса воздушного судна без учета поправки на снос боковым ветром.

Система VOR обеспечивает значительно преимущество в точности навигации по сравнению с ОПРС благодаря своим особенностям, снижая влияние особенностей рельефа местности и метеорологических явлений. VOR оборудование имеет ограничения по дальности как любая УКВ радиостанция или телевизионная вышка. УКВ радиосредства работают только в прямой видимости. Это значит, что препятствия могут закрывать от вас радиостанцию, пока вы не подниметесь на достаточную высоту. Сам радиус действия сигнала VOR также ограничен.

Радионавигационный комплекс VOR - это, прежде всего не дорогая, простая и надежная система навигации, обладающая достаточной точностью для слежения за маршрутами ЛА на основных авиационных трасах.

Библиографические ссылки

1. Rohde & Schwarz. Анализатор сигналов ILS/VOR R&S®EVS300. Высокоточный анализ уровня и модуляции для систем наземной и воздушной инспекции. ИТЭ.

2. Белавин О. В. Основы радионавигации : учеб. пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М. : Сов. радио, 1977.

3. Радионавигационный план Российской Федерации, 2010.

4. Сосновский А. А. Авиационная радионавигация : справочник. 1990.

References

1. Rohde & Schwarz. Signal Analyzer ILS / VOR R & S®EVS300. High-precision analysis of the level and

modulation systems for ground and aerial inspections. ITE

2. Belavin O. V. Basics navigation. Textbook for high schools. Ed. 2nd, revised. and ext. M. : Sov. Radio, 1977.

3. FRP of the Russian Federation from 2010.

4. Sosnowski A. A. Aeronautical radionavigation : Handbook. 1990.

© Гапенко П. С., Майнашева С. О., Горбунов Э. В., 2014

УДК 537.86/.87

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ВИДА ДИАГРАММ НАПРАВЛЕННОСТИ ОТ КОНФИГУРАЦИИ РАДИОЛОКАЦИОННОГО ИЗЛУЧАТЕЛЯ

Д. Е. Строков, Ф. В. Зандер

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: [email protected]

Изложен принцип работы радиолокационных систем (РЛС), влияние различного рода помех на их работу: природного происхождения, от других радиоэлектронных средств и умышленные. Исследована зависимость вида диаграммы направленности излучателя от расстояния между источниками излучения, смене фаз источников, формы излучателя. Рассмотрены тактико-технические характеристики некоторых современных РЛС.

Ключевые слова: РЛС, помехи, диаграмма направленности.

RADIO DETECTION AND RANGING SYSTEMS. THE RESEARCHING OF DEPENDENCE KIND OF DIRECTIVE DIAGRAMS FROM CONFIGURATION OF RADIATOR

D. E. Strokov, F. V. Zander

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation E-mail: [email protected]

The article presents the principle of operation of radio detection and ranging (RADAR) systems and influence of inferences on their operation. Dependence kind of directive diagrams from distance between sources of radiation, changing phases of sources and form of radiator is researched. The characteristics of contemporary RADAR systems are considered.

Keywords: RADAR, inferences, directive diagram.

Радиолокация - отрасль радиотехники, обеспечивающая получение сведений об объектах путем приема и анализа радиоволн. Основными информационными задачами радиолокации являются следующие:

- обнаружение целей - принятие решения о наличии или отсутствии цели в каждом выделенном элементе пространства;

- измерение координат целей и других параметров их движения - измерение дальности до цели гц, её азимут рц, угол места ец, производные координат (в частности, радиальную скорость u^=d^/dt);

- разрешение целей - обнаружение и измерение параметров произвольной цели в присутствии других объектов (целей);

- классификация целей - установление принадлежности цели к определённому классу.

Реализацию основных операций обнаружения целей, измерения их угловых координат и дальности можно пояснить на примере структурной схемы (рис. 1) простейшего совмещённого активного импульсного радиолокатора с общей приёмопередающей антенной и одним приёмником.

Важным элементом радиолокатора является синхронизатор, определяющий последовательность работы его основных элементов. Зондирование короткими радиоимпульсами обеспечивает не одновременность приема и излучения. Это позволяет использовать общую антенну, коммутируемую антенным переключа-