Принцип действия импульсно-фазовой РНС

На отечественных судах для определения места широко применяются импульсно-фазовые РНС «Лоран-С» (США) и РНС «Чайка» (РФ).

В основе работы этих РНС лежит и импульсный и фазовый методы измерения разности расстояний.

Сущность импульсного метода заключается в следующем. В точке приема (на судне) измеряют интервал времени

между моментами прихода двух коротких импульсов, посылаемых двумя береговыми станциями: ведущей (ВЩ) и ведомой (ВМ). Разность расстояний ΔD от места судна до береговых станций находят по формуле:

где υ – скорость распространения радиоволн.

Величину Δt определяют с помощью судового приемоиндикатора (ПИ).

Одной и той же разности расстояний ΔD соответствуют 2 изолинии, так как гипербола является кривой, симметричной относительно мнимой оси (рис. 22.1).

Для исключения этой неопределенности и возможности распознавания импульсов на экране индикатора ведомая станция (ВМ) передает сигналы с постоянным запаздыванием, достаточным для прохождения синхронизирующим сигналом от ведущей станции (ВЩ) длины базы и срабатывания электрических цепей ВМ станции.

Поэтому в любую точку пространства импульсы ВЩ станции будут приходить раньше, чем импульсы ВМ станции, и поэтому формула (22.16) примет вид:

где t₃ – время задержки, которое определяется по формуле:

Каждому значению Δt будет соответствовать вполне определенная и только одна гипербола.

Для точки, находящейся на продолжении базы со стороны ВМ станции Δt = t_К.

Для точки, находящейся на продолжении базы со стороны ВЩ станции Δt = 2t_Б + t_К.

Для точки, находящейся на нормали к середине базы Δt = t_Б + t_К = t₃.

Таким образом, величина Δt изменяется от Δt_min = t_К со стороны ВМ станции до Δt_max = 2t_Б + t_К – со стороны ВЩ станции.

Место судна будет находиться в точке пересечения 2-х гипербол. Вторая гипербола получается по 2-й паре станций ВЩ ↔ ВМ₂.

РНС «Лоран-С» работает на рабочей частоте f = 100 кГц, которой соответствует длина волны λ = 3000 м. Эти радиоволны хорошо распространяются вдоль земной поверхности. В РНС «Лоран-С» используются базы большой длины (500÷700 миль), что позволяет обслужить обширный район одной цепочкой.

Работа РНС «Лоран-С» основана на измерении промежутка времени между моментами прихода импульсов от ведущей (ВЩ) и ведомой (ВМ) станций и на измерении разности фаз высокочастотных колебаний, заполняющих импульс (как в РНС «Декка»). Благодаря этому может быть достигнута высокая точность определения места даже на очень больших расстояниях, так как фазовый метод измерения разности расстояний (ΔD) во много раз точнее, чем импульсный.

Таким образом, в РНС «Лоран-С» используются 2 метода измерения разности расстояний (ΔD):

• импульсный – для «грубого» определения места судна и устранения многозначности в отсчете;
• фазовый – для определения линии положения с высокой точностью.

Цепочка РНС «Лоран-С» состоит из одной ведущей (ВЩ) станции и 3÷4-х ведомых (ВМ) станций, расположенных в одном районе. Ведомые (ВМ) станции обозначаются буквами: W, X, Z, Y (рис. 22.8).

Рис. 22.8. Вид сигналов импульсно-фазовой РНС на экране судового приемоиндикатора

Береговые станции РНС работают непрерывно на одной и той же несущей частоте и никаких позывных не излучают. Ведущая (ВЩ) станция периодически, со строго синхронизированной частотой, излучает сигналы. Ведомые (ВМ) станции принимают сигналы ВЩ станции, синхронизируют по ним с высокой точностью свои задающие генераторы (ЗГ) и с некоторой, вполне определенной задержкой излучает сигналы.

Сигналы ведущей (ВЩ) станции и всех ведомых (ВМ) станций принимаются на судне с помощью специального приемоиндикатора.

Сигнал ведомой (ВМ) станции представляет собой группу (пакет) из 8 импульсов (рис. 22.8 и 22.11) длительностью по 135 мкс с промежутками между началами импульсов в 1000 мкс. При излучении 8 импульсов общая мощность сигнала увеличивается в 4 раза по сравнению с мощностью одного импульса (как в РНС «Лоран-А»), что значительно увеличивает дальность действия РНС «Лоран-С».

Ведущая (ВЩ) станция излучает дополнительно к 8 еще один импульс, отстоящий от общей группы на 2000 мкс и хорошо заметный на экране приемоиндикатора (рис. 22.8 и 22.11).