LORAN

П Р И Е М О И З М Е Р И Т Е Л Ь „Б А Л Т И К А”

Техническое описание

2

Содержание

1.Введение

2.Назначение, состав и органы управления

3.Технические данные

4.Устройство и принцип работы ПИ

4.1.Краткие сведения об ИФРНС

4.2.Структурная схема и принцип работы ПИ 5. Указание мер безопасности 6. Порядок установки

6.1.Требование к месту установки 7. Перечень отображаемой информации

7.1.Перечень вводной информации и формат исходных данных

7.2.Перечень выводной информации

8. Подготовка к работе

9. Порядок работы

9.1.Включение ПИ

9.2.Ввод исходных данных

9.3.Пуск ПИ в автоматический режим работы

9.4.Команды управления ПИ

9.5.Работа с выключенным экраном

9.6.Выключение ПИ 10. Признаки недостоверности измерений

11. Методы повышения точности измерений

11.1.Ввод поправок на условия распространения радиоволн

11.2.Адаптация к форме сигналов

11.3.Работа в дифференциальном режиме

12. Рекомендация штурману по использованию сервисных возможностей ПИ

12.1.Рекомендации по выбору ведомых станций

12.2.Оценка точности измерений местоположения судна

12.3.Измерение расстояния и азимута до ППМ

12.4.Измерение скорости и путевого угла движения судна

12.5.Обеспечение вождения судна по маршруту

12.6.Запоминание пройденного маршрута 13. Проверка работоспособности ПИ 14. Возможные неисправности

15. Правила хранения и транспортирования Приложение 1. Краткая памятка по работе с ПИ Приложение 2. Альманах ПИ

Приложение 3. Карты рабочих зон

Приложение 4. Эталонные значения „ХТО” и „ПОРОГ”

3

1.ВВЕДЕНИЕ

1.1.Техническое описание и инструкции по эксплуатации предназначены для изучения устройства, принципов действия и режимов работы приёмоизмерителя „БАЛТИКА” (далее ПИ) и его правильной эксплуатации.

1.2.Настоящий документ содержит технические данные ПИ, сведения об его устройстве и принципе действия, правила технической эксплуатации, транспортирования и хранения.

1.3.При эксплуатации следует дополнительно руководствоваться следующим документом:

Приемоизмеритель „БАЛТИКА” Паспорт ТСКИ. 468169.001 ПС.

1.4.Для удобства работы в Приложении 1 приведена краткая памятка.

1.5 Перечень принятых сокращений

АЦП – аналого-цифровой преобразователь;

ИФРНС – импульсно-фазовая радионавигационная система; ПИ – приёмоизмеритель; ППМ – промежуточный пункт маршрута;

РНС – радионавигационная система; РНП – радионавигационный параметр; РФ – режекторный фильтр; СКП – среднеквадратическая погрешность; УВ – устройство входное; ЛП – линия положения;

ГУНиО МО – Главное Управление Навигации и Океанографии Министерства Обороны.

4

2.НАЗНАЧЕНИЕ, СОСТАВ И ОРГАНЫ УПРАВЛЕНИЯ

2.1.Приемоизмеритель „БАЛТИКА” (далее ПИ) предназначен для определения координат местоположения, а также для решения ряда навигационных и сервисных задач и работе по сигналам импульсно-фазовых радионавигационных сис-

тем (ИФРНС) „Чайка” и „Лоран-С”.

2.2.ПИ может быть использован:

на море – для навигации морских и речных торговых, рыболовных, прогулочных и

спасательных судов;

–для гидрографических работ, экологического контроля экватории, рыболовства;

на суше – для геодезической привязки местоположения сухопутных объектов и транспорта, мест аварий, очагов пожаров и стихийных бедствий;

в воздухе – для навигационного обеспечения летательных аппаратов, скорость которых не превышает 1М;

при контроле работы ИФРНС – для измерения параметров сигналов в рабочей зоне;

–для исследования рабочей зоны и её калибровки;

–в качестве датчика дифференциальных поправок для морских

иречных портов и аэродромов.

2.3.ПИ выполняет следующие функции:

–измерение разностно-дальномерных радионавигационных параметров по

сигналам трёх-четырёх передающих станций (одна ведущая и две–три ведомых) со

среднеквадратической погрешностью (СКП) 0,025 – 0,1мкс;

–определение географических координат судна по сигналам трёх или четы-

рёх станций с СКП 50 – 300м;

–обеспечение вождения судна по заданному маршруту по кратчайшему рас-

стоянию между двумя точками (по линии ортодромии в заданном коридоре);

–запоминание однажды пройденного маршрута объёмом в 50 точек маршру-

та;

–расчёт средней скорости и путевого угла движения судна относительно грунта (время усреднения скорости 2 мин);

–расчёт расстояния и азимута от местоположения судна до любой из ста за-

данных точек маршрута;

–обеспечение работы по любой из 18 существующих радионавигационных систем „Чайка” и „Лоран-С”, внесённых в альманах ПИ, с автоматическим вводом исходных данных;

–кварцевые часы, будильник, интервальный таймер, календарь;

–ручной ввод исходных данных по системам, не внесённым в альманах ПИ,

атакже корректировка исходных данных, содержащихся в альманахе;

–работа с повышенной точностью в дифференциальном режиме;

–использование гибкой системы поправок на условия распространения волн раздельно по линиям положения;

–встроенный контроль работоспособности;

–позволяет надёжно работать по сигналам искажённой формы;

–контроль якорной стоянки.

5

2.4.В состав ПИ входят:

–основной блок;

–входное устройство (УВ) со штыревой антенной и соединительным кабелем. По требованию потребителя ПИ комплектуется преобразователем напряже-

ния переменного тока 220 В, 50 Гц в напряжение постоянного тока 27 В. Основной блок включает в себя следующие органы управления:

–наборное поле из 16 клавиш;

–тумблер включения питания СЕТЬ – ОТКЛ;

–тумблер включения экрана ЭКРАН – ОКЛ;

–аварийную кнопку ПУСК.

В основной блок входят также индикаторы:

– экран матричный газоразрядный 10 строк по 16 символов (“Электроника МС6205”), предназначенный для отображения вводной и выводной информации;

– светодиод ОТСЧЁТ для индикации наличия достоверного отсчёта при отключенном экране.

В Н И М А Н И Е!

1.ПИ является дополнительным навигационным средством.

2.ПИ является сложным навигационным прибором, использующим средства вычислительной техники. Перед эксплуатацией ПИ следует внимательно изучить настоящее техническое описание и соблюдать все требования инструкции по экс-

плуатации;

3.Существенное повышение точности измерений может быть достигнуто пу-

тём ввода поправок на условия распространения радиоволн. Поправки для различных районов использования рассчитываются разработчиком ПИ, исходя из статисти-

ки измерений.

Предприятие – изготовитель ПИ просит потребителей принять участие в сборе

статистических данных для расчёта поправок. С этой целью следует, по возможно-

сти, направлять на предприятие результаты измерений на геодезически привязан-

ных точках с указанием погрешности измерений координат и радионавигационных

параметров, а также даты и времени измерений.

6

3.ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

3.1.Чувствительность приёмного устройства – 1 мкВ.

3.2.Число автоматически настраиваемых режекторных фильтров – 2, ослабление сосредоточенной помехи – до 50 раз.

3.3.Число режекторных фильтров с фиксированной настройкой на частоты системы Дека – 4.

3.4.Среднее время получения первого отсчёта – 5 мин., в условиях сильных помех – до 15 мин.

3.5.Время подготовки к работе с учётом прогрева опорного генератора, ввода исходных данных и самоконтроля – до 20 мин.

3.6.Питание ПИ осуществляется от внешнего источника постоянного тока напряжением от 22 до 30 В. Потребляемая мощность не более 50 ВА и не более 30 ВА при отключенном экране.

3.7.Пи обеспечивает непрерывную круглосуточную работу.

3.8.Средняя наработка на отказ не менее 3000 ч.

3.9.ПИ обеспечивает работу в следующих условиях эксплуатации:

рабочая температура окружающей среды для основного блока от минус 10° до

55° С, для входного устройства – от минус 40° до 65° С;

относительная влажность воздуха до 95% при температуре до 40° С; УВ обеспечивает работу в условиях прямого воздействия атмосферных осад-

ков;

синусоидальная вибрация с частотой от 5 до 80 Гц, ускорение – 1g; пиковое ударное ускорение – до 10 g.

3.10. На экране ПИ отображается следующая информация: режим работы ПИ; исходные данные для выбранной ИФРНС; координаты ППМ;

измеренные временные интервалы; географические или ортодромические координаты судна;

прогнозируемая круговая ошибка местоопределения (среднеквадратическое значение);

расстояние и азимут до ППМ; скорость и путевой угол движения судна; дата и текущее время;

коэффициент усиления приёмного устройства, параметры формы сигналов, условия приёма и соотношение шум/сигнал раздельно для сигналов каждой станции.

Примечание. Расстояние (скорость) измеряются в милях (узлах) или в км

(км/ч).

ПИ соответствует „Правилам по конвенционному оборудованию морских су-

дов”.

Изготовление и испытание ПИ проводится под надзором Морского Регистра судоходства.

7

4.УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ПИ

4.1.Краткие сведения об ИФРНС

Цепочка ИФРНС включает в себя одну ведущую и от двух до четырёх ведомых передающих станций, работающих на одной несущей частоте 100 кГц и излучающих пачки из восьми кодированных по фазе радиоимпульсов. Интервал между радиоим-

пульсами в пачке равен 1000мкс.

Излучение ведомых станций строго синхронизировано с излучением ведущей

станции. Задержка излучения сигнала ведомой станции относительно сигнала ведущей называется кодовой задержкой (Ткд).

Сигналы различных цепочек ИФРНС отличаются друг от друга периодами повторения пачек радиосигналов (Тп).

Формат сигнала одной цепочки ИФРНС, состоящей из ведущей и двух ведомых станций, приведён на рис. 4.1.

Фазовый код пачек импульсов всех ведомых станций одинаковый и отличается от фазового кода пачек импульсов ведущей станции. Период фазового кода равен двум периодам повторения пачек.

Стандартный фазовый код:

ВЩ нечётный период повторения + + − − + − + − чётный период повторения + − − + + + + +

ВМ нечётный период повторения + + + + + − − + чётный период повторения + − + − + + − −

где “+” – радиоимпульс с начальной фазой 0; “−” – радиоимпульс с начальной фазой 180.

Для задания исходного фазового кода в ПИ используется восьмеричная система счисления. Приняв фазу “+” за 0, а фазу “−” за 1, получим:

	двоичный	восьмеричный
ВЩ нечётный период повторения	эквивалент	эквивалент
	00110101	065
чётный период повторения	01100000	140
ВМ нечётный период повторения	00000110	006
чётный период повторения	01010011	123

Принцип определения места по сигналам цепочки ИФРНС заключается в измерении разности времён прихода пачек радиоимпульсов ведущей и ведомой станций (радионавигационный параметр) и определении затем разности расстояний от

места приёма до ведущей и ведомой станций. Таким образом, по сигналам одной пары станций определяется линия положения судна (гипербола). Определив две таких линии положения, можно однозначно определить местоположение судна.

На рис. 4.2 приведён пример расположения ведущей (0) и ведомых (1, 2) передающих станций в системе. Точка C – местоположение судна. R0, R1, R2 – расстояние от приёмной антенны ПИ до передающих антенн соответствующих станций. Через точку C построены две линии положения по базам системы (0 – 1, 0 – 2).

При измерении трёх линий положения надёжность определения места повышается за счёт избыточности исходной информации. Точные фазовые измерения производятся на одноимённых периодах высокочастотного заполнения радиоимпульсов ведущей и ведомых станций, причём, с целью разделения поверхностных и отражённых от ионосферы пространственных сигналов, измерения фазы произво-

8

дятся на начальном участке фронта радиоимпульса (примерно на уровне 0,3 амплитуды радиоимпульса).

Формат сигнала ИФРНС

0

1

2

0

1000 мкс

t

	ТКД1		ТКД2
					ТП
			Рис. 4.1
Расположение передающих станций ИФРНС
1			ЛП01		ЛП02	2

R1	C
	R2
	R0

0

ЛП01, ЛП02 – линии положения (гиперболы)

Рис. 4.2

В настоящее время на земном шаре действуют 18 стационарных цепочек

ИФРНС, из них 14 цепочек ИФРНС “Лоран-С” (США) и 4 цепочки ИФРНС “Чайка”

(СССР). Расположение цепочек ИФРНС и зоны их действия приведены в Приложениях 2, 3. Исходные данные для работы по указанным цепочкам ИФРНС содержатся

в постоянной памяти ПИ и вводятся в оперативную память автоматически.

ВНИМАНИЕ! ПИ является дополнительным навигационным средством и его

использование не исключает необходимости прокладки маршру-

та по карте и применения других навигационных средств.

4.2.Структурная схема и принцип работы ПИ

9

4.2.1. Структурная схема ПИ представлена на рис 4.3.

ПИ состоит из антенны (А), радиоприёмного устройства (РПУ), предпроцессора (ППР), устройства хранения времени (УХВ), вычислительного устройства (ВУ), контроллера пульта управления (КПУ), экрана (Э), клавиатуры (К), датчика звукового сигнала (Д), опорного генератора (ОГ) и вторичного источника питания (ВИП). РПУ содержит входное устройство (УП), подавитель помех (ПП) и усилитель (У).

УХВ содержит хранитель времени (ХВ) и имитатор (И). ВУ состоит из устройства управления (УУ), постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) и оперативного запоминающего устройства (ОЗУ).

РПУ предназначено для предварительного усиления, фильтрации и аттенюации сигналов, принимаемых от антенны. Антенна штыревого типа высотой 1,5 м.

ПП предназначен для подавления двух внутриполосных моночастотных по-

мех.

Усилитель (У) предназначен для усиления сигналов, уменьшения полосы пропускания в режиме “Поиск ” и выравнивания уровней сигналов от различных станций

с помощью шестиразрядного аттенюатора в режиме “Сопровождение”.

ППР предназначен для преобразования радионавигационных сигналов в цифровые коды, их хранения в буферном накопителе и выдачи на УУ для дальнейшей обработки. ППР управляет также коэффициентом усиления РПУ для обеспечения автоматической регулировки усиления и осуществляет включение режекторных фильтров ПП.

ХВ предназначен для выработки импульса запуска ППР в момент времени,

определяемый кодом, поступающим от УУ, и представляет собой преобразователь

“код – время”.

Имитатор (И) предназначен для формирования импульсов ударного возбуж-

дения, поступающих на РПУ для выработки имитируемой последовательности ра-

10

дионавигационных сигналов. Используется для комплексной проверки работоспособности ПИ в режиме “Тест”.

ВУ служит для организации работы всех функциональных узлов ПИ в реальном масштабе времени, статистической обработки входных сигналов и вычисления радионавигационных параметров, а также для решения ряда сервисных задач.

ВУ состоит из устройства управления (УУ), построенного на базе микропроцессорного комплекта 588 серии, ПЗУ ёмкостью 16К шестнадцатиразрядных слов и ОЗУ ёмкостью 8К шестнадцатиразрядных слов.

КПУ предназначен для связи ВУ с экраном и клавиатурой, а также для управления звуковой сигнализацией.

ВИП предназначен для преобразования напряжения постоянного тока 27В в напряжение постоянного тока различных значений, необходимых для обеспечения электропитаний всех узлов в ПИ.

Экран (Э) предназначен для отображения вводной и выводной информации. В качестве экрана используется индикатор матричный газоразрядный “Электроника МС – 6205”.

Клавиатура (К) предназначена для ввода исходных данных и оперативного управления ПИ.

Содержит 16 следующих клавиш:

десять цифровых клавиш (“0 – 9”); одну знаковую клавишу (“ − ”); одну клавишу десятичной запятой (“ , ”); одну клавишу стирания (“ C ”);

одну префиксную клавишу (“ ”); две управляющие клавиши – “ Ввод ” (“ (← ”) и “ Вывод ” (“ (→ ”).

Вкачестве ОГ использован кварцевый генератор “ Гиацинт – М ”.

4.2.2.Принцип работы ПИ

Радионавигационные сигналы принимаются приёмной антенной, фильтруются

от помех, усиливаются и поступают на ППР. В ППР радионавигационные сигналы в

моменты времени, определяемые ХВ, преобразуются в цифровую форму и запоминаются в буферном накопителе. Из буферного накопителя отсчёты считываются ВУ для дальнейшей статистической обработки и вычисления радионавигационных параметров. ВУ преобразует измеренные радионавигационные параметры в координаты, а также решает ряд сервисных задач. Результаты вычислений высвечиваются на экране.

При необходимости информация, выводимая на экран, сопровождается звуковыми сигналами.

Конструктивно ПИ состоит из основного блока ПИ и УВ со штыревой антенной. По требованию потребителя ПИ может комплектоваться преобразователем напряжения переменного тока 220 В, 50 Гц в напряжение постоянного тока 27 В, в состав которого входит соединительный шнур. При использовании другого источника питания напряжением 27 В необходимо подать напряжение 27 В на контакт 1 и минус 27 В на контакт 2 соединителя СЕТЬ.