8)Применение дальномерных радионавигационных систем.

8.Применение дальномерных радионавигационных систем.

Радиомаяк DME является наземным оборудованием дальномерной системы навигации ВС с форматом сигналов DME, определенной ИКАО в качестве основного средства измерения дальности на авиатрассах и в зоне аэродрома.

DME предназначен для формирования в пространстве по запросу бортового оборудования навигационных сигналов с форматом DME, содержит информацию об удалении любой точки зоны действия радиомаяка от места его установки и сигналов опознавания радиомаяка.

Радиомаяки DME могут работать как совместно с маяками VOR являясь угломерно-дальномерной системой так и отдельной от VOR, являясь чисто дальномерной системой.

ИТАК, DME (всенаправленный дальномерный радиомаяк)- вид радионавигационной системы, обеспечивающая определение расстояния от наземного радиомаяка DME до ВС. Расстояние от ВС до радиомаяка определяется по измеренному времени. Сигнал передаваемый с ВС доходит до радиомаяка, вызывает срабатывание ответчика наземного маяка(принимающего, усиливающего снова передающего сигнал) и возвращается обратно. Время измеряется как интервал между переданным и принятым импульсами.

tсигн.=tпер+tприн/2

D=ctсигн, где c-скорость света

Точность определения расстояния около 400м.

Диапазон использования частот:

ПРД(передатчик) - 1041-1150 МГц

ПРМ(приемник) – 978-1213 МГц

Каналов – 100

D(дальность действия) – 360 км.

Система обеспечивает получение на борту ВС следующей информации:

1.Об удалении (наклонной дальности ВС от места установки радиомаяка)

2.Об отличительном признаке радиомаяка (его 3х буквенном названии)

С помощью 2х радиомаяков DME на борту ВС обеспечивается определение места ВС в системе измерения 2х дальностей DME-DME относительно места установки радиомаяка, что позволяет решать задачи навигации на трассе и в районе аэродрома.

9)Применение угломерно – дальномерных радионавигационных систем.

9.Применение угломерно-дальномерных радионавигационных систем.

Угломерно-дальномерными называются системы, позволяющие одновременно измерять направление и дальность, т.е. определять две линии положения и, следовательно, место самолета. К УДРНС относятся: БРЛС, РСБН, VOR/DME.

Бортовые радиолокационные станции (БРЛС) являются автономными угломерно-дальномерными средствами и обеспечивают:

• Получение на экране индикатора условного изображения пролетаемой местности;

• Измерение наклонной дальности и курсового угла радиолокационного ориентира;

• Обнаружение воздушных объектов (самолетов, грозовых очагов, облаков);

• Предотвращение столкновений с наземными препятствиями и встречными самолетами в полете, а также попаданий в зоны опасных метеорологических явлений.

Условное изображение на экране индикатора уступает визуальной ориентировке по наблюдаемости малых объектов и разрешающей способности, но превосходит ее по дальности действия и точности измерений, применимости в сложных метеоусловиях и ночью.

БРЛС находят широкое применение для решения навигационных задач на ВС, не оборудованных пилотажно-навигационным комплексом, а также при выполнении полетов в районах с недостаточным радиотехническим обеспечением.

Они позволяют решать следующие задачи:

• Вести общую ориентировку путем наблюдения за радиолокационным изображением местности и сравнения его с картой;

• Осуществлять полет на РЛО;

• Выводить самолет на ЛЗП;

• Определять навигационные элементы полета (угол сноса, путевую скорость)

• Осуществлять контроль пути по направлению, дальности и месту;

• Корректировать данные автоматического счисления координат ВС;

• Выполнять маневрирование с целью обхода опасных для полетов метеорологических явлений;

• Предотвращать столкновение с наземными препятствиями и встречными самолетами.

Дальность действия БРЛС зависит от технических характеристик станции, высоты полета и отражающих свойств радиолокационного ориентира. Современные БРЛС позволяют обнаруживать крупные промышленные центры на расстоянии до 250 … 350 км, средние города-до 150…200км, береговую черту-до 100…150км,грозовую облачность-до 150…200км.

При определении МС и выполнении навигационных измерений и расчетов основными координатами, определяемыми радиолокатором, являются:

• Курсовой угол ориентира – угол, заключенный между продольной осью самолета и направлением от самолета на ориентир;

• Истинный пеленг ориентира – угол, заключенный между северным направлением истинного меридиана, проходящего через место самолета, и направлением от самолета на ориентир

ИПО = ИК+КУО =МК+(±∆М)+КУО

Чаще применяется обратное направление, то есть истинный пеленг самолета – угол, заключенный между северным направлением истинного меридиана, проходящего через ориентир и направлением от ориентира на самолет

ИПС = ИК+КУО±180=МК+(±∆М)+ КУО±180°

Если при этом расстояние от ориентира до ВС превышает 150…200 км и полет выполняется в высоких широтах, необходимо учитывать угол схождения меридианов;

• Наклонная дальность – кратчайшее расстояние от самолета до радиолокационного ориентира;

• Горизонтальная дальность – расстояние по земной поверхности от МС до радиолокационного ориентира

Однако, если НД>5Н, то практически можно считать, что НД=ГД.

Однако наиболее важное значение с точки зрения обеспечения безопасности полета имеет задача обнаружения опасных метеорологических явлений и безопасный их обход. Грозовые очаги обнаруживаются на дальностях 150…250 км в режиме работы станции «Метео».Чтобы выявить зоны наибольшей турбулентности, применяется режим «Контур», в котором система контурной индикации подавляет в приемнике отраженные сигналы определенного уровня. При подавлении сильных сигналов на их месте на фоне ярких засветок от грозовых очагов появляются темные пятна.

При обнаружении грозовых очагов определяется расстояние от ВС до ближайшего к линии курса очага, его курсовой угол и боковое расстояние от очага относительно курсовой линии. Безопасное боковое расстояние от границы грозы должно быть не менее 15 км. Рассчитывается угол отворота:

УО=αбез ±КУГ,

где αбез - угол, соответствующий безопасному боковому расстоянию от новой линии курса до ближайшей границы грозового очага.

Знак «+» берется в данной формуле в том случае, если ВС отворачивает в сторону грозового очага, а «-», если – в противоположную сторону.

Так как курсовой угол грозы отчитывается по направлению часовой стрелки от 0 до 360°, то удобнее пользоваться углом грозы αгр, который определяется по зависимости:

αгр = КУГ - 360°

Безопасный угол грозы αбез может быть определен по формуле

αбез = arcsin (Sб.без/S)

После расчета угла отворота определяется безопасный курс обхода:

МКобх = МКсл + УО

Радиотехническая система ближней навигации РСБН-2СА предназначена для измерения наклонной дальности и азимута от наземного радиомаяка до самолета при помощи которых в полярной системе координат можно определить место ВС. При этом азимут измеряется от северного истиного меридиана , проходящего через место установки РСБН до направления на ВС. Сигналы азимута и дальности принимаются, усиливаются и передаются.

РСБН обеспечивает индикацию отметки самолета на наземном индикаторе устройстве с возможностью опознавания ВС, при этом 2ух позиционный переключатель «РСБН опознавание – Выключено» необходимо поставить в положение «РСБН опознавание» и нажать кнопку – радио.

Наклонная дальность в системе РСБН измеряется на ВС импульсным радиодальномерным устройством по времени от момента излучения зондирующего импульса до момента прихода ответного импульса с наземного радиомаяка.

НД ≥ 10Н то НД = ГД

Азимут определяется измерением временного интервала от момента, когда она направлена на самолет. Система работает в диапазоне дециметровых волн и обеспечивает точность измерения по азимуту 0,25°, а по дальности ±200м.

Пропускная способность системы по каналу азимута не ограничена, по каналу дальности не более 100 самолетов.

Координатами МС определяемых при помощи УДC РСБН являются:

• Азимут (измеренный от северного истинного меридиана, проходящего через место установки РСБН до направления на самолет).

• Наклонная дальность (измеренная от ВС до наземного маяка РСБН).

VOR/DME.

Радиомаяк DME является наземным оборудованием дальномерной системы навигации ВС с форматом сигналов DME, определенной ИКАО в качестве основного средства измерения дальности на авиатрассах и в зоне аэродрома.

DME предназначен для формирования в пространстве по запросу бортового оборудования навигационных сигналов с форматом DME, содержит информацию об удалении любой точки зоны действия радиомаяка от места его установки и сигналов опознавания радиомаяка.

Радиомаяки DME могут работать как совместно с маяками VOR являясь угломерно-дальномерной системой так и отдельной от VOR, являясь чисто дальномерной системой.

ИТАК, DME (всенаправленный дальномерный радиомаяк)- вид радионавигационной системы, обеспечивающая определение расстояния от наземного радиомаяка DME до ВС. Расстояние от ВС до радиомаяка определяется по измеренному времени. Сигнал передаваемый с ВС доходит до радиомаяка, вызывает срабатывание ответчика наземного маяка(принимающего, усиливающего снова передающего сигнал) и возвращается обратно. Время измеряется как интервал между переданным и принятым импульсами.

tсигн.=tпер+tприн/2

D=ctсигн, где c-скорость света

Точность определения расстояния около 400м.

Диапазон использования частот:

ПРД(передатчик) - 1041-1150 МГц

ПРМ(приемник) – 978-1213 МГц

Каналов – 100

D(дальность действия) – 360 км.

Система обеспечивает получение на борту ВС следующей информации:

1.Об удалении (наклонной дальности ВС от места установки радиомаяка)

2.Об отличительном признаке радиомаяка (его 3х буквенном названии)

С помощью 2х радиомаяков DME на борту ВС обеспечивается определение места ВС в системе измерения 2х дальностей DME-DME относительно места установки радиомаяка, что позволяет решать задачи навигации на трассе и в районе аэродрома.

VOR - всенаправленный радиомаяк. Обеспечивает выдачу информации об азимуте ВС. Может работать как самостоятельно, так и совместно с DME, образуя азимутально-дальномерную систему ближней навигации VOR/DME. Радиомаяк VOR излучает на одной из 160 несущих частот в диапазоне от 108 до 117,975МГц с шагом в 50кГц сигналы опорной и переменной фаз с частотой 30Гц. Амплитудно-частотно-модулированный сигнал опорной фазы излучается неподвижной всенаправленной антенной.

Радиомаяк VOR ориентирован так, что фазы опорного и переменного сигналов совпадают в северном направлении магнитного меридиана. В момент, когда максимум диаграммы направленности вращающегося поля направлен в сторону севера магнитного меридиана, частота сигнала имеет максимальное значение 1200Гц. В остальных направлениях фазовый сдвиг меняется от 0 до 360градусов. Упрощенно VOR можно представить 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 ВС относительно радиомаяка.

Очень часто вместо «азимут» при выполнении полетов используют термин «радиал». Принято считать, что количество радиалов равно 360, а номер радиала совпадает с числовым значением магнитного азимута.

Бортовая аппаратура принимает и обрабатывает сигналы радиомаяка и передает информацию пилоту в системе автоматического управления полетом. Система обеспечивает на борту ВС получение:

• Информации об азимуте (радиале) ВС, т.е.угол между северным направлением меридиана и направлением ВС относительно места установки радиомаяка

• Информации об отклонении ВС от ЛЗП

• Информации о направлении полета относительно радиомаяка (на или от него)

• Информации об отличительным признаке радиомаяка (его позывном)

• Речевых сообщений

При одновременном приеме в аппаратуре сигналов 2х VOR может быть определено место ВС. Для этого необходима карта и значение местоположения радиомаяка. VOR может объединяться с DME. В это случае при наличии на борту ВС соответствующей дальномерной аппаратуры достаточно одного совмещенного радиомаяка VOR/DME для определения места ВC в системе полярных координат. Бортовая аппаратура ВС помимо указания азимута позволяет выполнять полет в режимах «от» и «на» радиомаяк по заданному азимуту. Для этого на плановом навигационном приборе имеется соответствующая планка, показывающая положение ВС относительно ЛЗП. Планка имитирует ЛЗП и при этом ЛЗП должна проходить непосредственно через радиомаяк.

Принцип построения угломерной системы позволяет за счет усложнения наземной части комплекса одновременно упрощать аппаратуру на борту ВС.

Для опознавания маяков VOR несущая частота манипулируется с помощью азбуки морзе сигналом частоты 1020Гц выдавая в эфир 3х буквенный позывной радиомаяка. Кроме этого может передаваться речевая информация с записью погоды и условий аэродрома посадки или использоваться диспетчером как аварийный передатчик в случае потери связи ВС по ультрокоротковолновой радиостанции.

Принцип построения угломерной системы позволяет за счет усложнения наземной части комплекса одновременно упрощать аппаратуру на борту ВС. Маяки VOR выпускаются в 2х вариантах.

Категория А – трассовый маяк с дальностью действия порядка 370км при высоте полета 8-10км. Для обеспечения навигации по ВТ.

Категория В – аэродромный маяк с дальностью действия около 40км, для навигации и захода на посадку в районе аэродрома.

Из отечественного оборудования аналогом системы VOR/DME является РСБН, которая является угломерно-дальномерной системой, с помощью которой определяется место ВС в полярной системе координат при этом координатами МС являются азимут ,измеряемый от истинного меридиана проходящего через радиомаяк до направления от радиомаяка на ВС и дальность от радиомаяка до ВС.

Кроме этого РСБН используется военной авиацией как посадочная система и службой УВД для опознавания ВС. В настоящее время гражданские системы РСБН отработали свой ресурс сняты с эксплуатации и заменены системами VOR/DME.