CC BY
66
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
Рис. 2. Окно задания параметров моделирования
На рис. 1 представлен внешний вид виртуального стенда радиовысотомера. К выходам стенда подключены осциллографы и дисплеи для наблюдения и контроля сигнала в различных точках модели радиовысотомера.
На рис. 2 представлено окно задания параметров моделирования стенда.
Таким образом, в предлагаемой работе рассмотрено устройство, позволяющее наглядно иллюстрировать сигналы радиовысотомера малых высот, что позволяет улучшить качество изучения РВ МВ по дисциплине «Бортовые радиоэлектронные устройства и системы».
Библиографические ссылки
2. Авиационная радионавигация : справочник / А. А. Сосновский, И. А. Хаймович, Э. А. Лутин, И. Б. Максимов ; под ред. А. А. Сосновского. М. : Транспорт, 1990.
3. Радиоэлектроника и схемотехника : лабораторный практикум / В. М. Мусонов, В. А. Чижиков ; СибГАУ. Красноярск, 2006.
4. Авдеев О. Н., Мотайленко Л. В. Моделирование систем : учеб. Пособие. СПб. : Изд-во СПбГТУ, 2001.
5. Черных И. В. 81МиЬШК: среда создания инженерных приложений ; под общ. ред. В. Г. Потёмкина. М. : Диалог-МИФИ, 2003. 496 с.
© Куликов А. С., Мусонов В. М., 2012
УДК 659.7.022
А. Р. Акзигитов, Ю. А. Макаренко, Д. А. Волчёк Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
влияние подстилающей поверхности земли и ионосферы на качество навигационного обеспечения полетов и управление воздушного судна в высоких широтах
Рассматриваются проблемы воздействия неоднородностей ионосферы и подстилающей поверхности Земли на качество работы оборудования средств навигационного обеспечения полетов и управления воздушным судном в высоких широтах, эксплуатируемые в современной гражданской авиации, с целью повышения безопасности полетов.
Неоднородности ионосферы и подстилающей поверхности Земли, зависят от времени суток и маршрута полета. В ночное время суток радиоволны километрового (КМВ) и гектометрового (ГКМВ) диапазонов распространяются пространственной и поверхностной радиоволнами, а в днем лишь поверхностной. Днем коэффициент отражения от ионосферы радиоволн простирается от 10-2...Ш3 МГц, в то время как после захода солнца он практически равен единице. Расстояние, на котором обеспечивается качественный прием поверхностной волны, зависит от длины волны, уровня помех, мощности передатчика и качества
поверхности (проводимости почвы, наличием растительности и ледников). Наличие ледникового покрова приводит к изменению амплитудной и фазовой структуры электромагнитного поля радиоволн.
В зависимости от расстояния Я напряженность поля поверхностной волны приближенно можно оценить с помощью формулы: [1]
Ет - ащ-Ш ,
где А - постоянный множитель, зависящий от приме-
няемой систему единиц измерений
Епов ; Р - излу-
Секция « Техническая эксплуатация электросистем и авионика »
чаемая антенная мощность; Б - коэффициент ее направленности; Ж - коэффициент затухания волн на маршруте.
В ночное время, в отличие от поверхностных волн, пространственные волны КМВ - и ГМКВ - диапазонов распространяются на большие расстояния (от 5000 км и более). Это связанно с многократным переотражением ионосферы и поверхности Земли. В отличие от поверхностных, пространственные волны имеют эллиптическую поляризацию (вследствие того, что ионосфера под воздействием электромагнитного поля земли становится анизотропной), а наклон фронта волны зависит от вертикального угла прохода сигнала. Вследствие влияния дестабилизирующих факторов происходит смещение частот пространственных радиоволн, в то время как на летающих воздушных суднах они определяются по другой закономерности. Их разность зависит от множества факторов, которые должны быть учтены при фильтрации пространственных радиоволн, и вычисляется по формуле [2]
т„р
of =-
д
ф
+ НП
К1 --
1+-
1_
4Ьдh п )'
d2p + h П
=•) cos q.
От качества разделения пространственных волн зависит эффективность работы автоматического радиокомпаса (АРК). Полоса пропускания фильтров должна быть выбрана с учетом скорости Ж, высоты полета самолета НП , частоты работы передатчика / расстояния до передатчика Бпр, высоты сигнала от неоднородности Н0 и угла между траектории ВС в азимутальной плоскости и направлением прихода радиоволн д.
Радиоволны декаметрового (ДКМВ) диапазона преимущественно распространяются пространственными волнами, потому что поверхностные распространяются лишь на незначительные расстояния из-за сильного поглощения неоднородностями подстилающей поверхности Земли. Для их эффективной работы пользуются долгосрочным прогнозом, который составляют на основе анализа ионосферных данных по сети станции. При использовании этих радиоволн наблюдается резкое сокращение диапазона рабочих частот из-за уменьшения отражательных свойств в верхней ионосфере и увеличения радиоволн в нижней ионосфере. В этом диапазоне радиоволн поглощения приходятся до высоты 110 км.
Эти поглощения подразделяют на несколько видов: регулярное, внезапное, поглощение типа полярной шапки и авроральное поглощение. Регулярное поглощение характеризуется числом солнечных пятен, оно возрастает с их увеличением. Это поглоще-
ние тем сильнее, чем ниже частота волны, поэтому на практике выгоднее использовать наивысшую радиочастоту.
Основными крупномасштабными особенностями полярной атмосферы являются:
1) ионосферный провал - область низких значений на ночной стороне Земли в умеренных широтах;
2) авроральный пик - область высоких частот на ночной стороне, ближе к северу от среднеширотного провала;
3) полярный пик - область высоких значений частот в районе ближе к геомагнитному полюсу;
4) полярная полость - область пониженной ионизации на дневной стороне, к северу от аврорального пика [3].
Наиболее интересен из перечисленных среднеши-ротный или главный ионосферный провал (ГИП). Он является самым устойчивым длительное время на ночной стороне Земли и особенно в зимний период. Благодаря многочисленным экспериментам определено, что изменение структуры ГИП вызывает резкие расхождения уровня, спектра и углов прихода радиосигнала. Особенно это проявляется в периоды возмущений в северной и южной полярных областях Земли, связанных с взаимодействием возмущенных потоков солнечного ветра с магнитосферой Земли, так называемых суббурь. В такие моменты экваториальная граница ГИП может сильно изменять траектории радиолуча.
Таким образом, для оптимального расчета радиотрасс на высоких широтах необходимо использовать не только данные магнитных и ионосферных приборов, но и применять данные о ГИП.
Значимость этой проблемы возрастает в связи с освоением Северного Ледовитого океана и Северного морского пути, открытием высокоширотных полярных станций и освоением международных маршрутов, часть которых пролегает вне зоны радиолокационного контроля в районе Северного полюса и горных труднодоступных регионах Сибири.
Библиографические ссылки
1. Навигационное обеспечение полетов воздушных судов в высоких широтах : учеб. пособие / В. А. Бор-соев; СибГАУ. Красноярск, 2010. С. 15.
2. Навигационное обеспечение полетов воздушных судов в высоких широтах : учеб. пособие / В. А. Бор-соев; СибГАУ. Красноярск, 2010. С. 17.
3. URL: http://www.qrz.ru/articles/article286.html (дата обращения: 18.03.2012).
© Акзигитов А. Р., Макаренко Ю. А., Волчёк Д. А., 2012
