становится затруднительным. Каждой линии положения соответствует свое значение &t =гр. Линии положения наносятся на географическую карту типографским способом. Оцифровка линий производится в микросекундах. Интервалы между линиями выбираются порядка десятков микросекунд в зависимости от масштаба используемых карт.

Для определения второй линии положения необходимо иметь еще одну пару наземных станций А-2.-£2 (рис. 25-169, а) либо

установить вторую ведомую станцию В (рис. 25-169,6) Постоянная задержка в цепях ведомых станций Б и В выбирается так, чтобы последовательность прихода сигналов станций А, Б и В была вполне определенной.

При определении местоположения объектов, движущихся с большой скоростью, целесообразнее использовать системы с согласованной работой баз (т. е. с одной ведущей и двумя и более ведомыми станциями), так как при независимой работе баз (две или несколько отдельных пар наземных станций) необходимо поочередно настраиваться на работу различных пар, что занимает определенное время и может привести к большим ошибкам в определении местоположения.

Бортовая аппаратура измеряет время апаздывания сигналов ведомых станций относительно сигнала ведущей станции, т. е. величину Дг. Для измерения значения Od могут использоваться импульсный, фазовый или частотный методы измерения временных интервалов (дальности), каждый из которых обладает определенными преимуществами и недостатками (см. § 25 21. В любом случае сигнал ведущей станции должен иметь отличительные признаки, позволяющие выделить его из сигналов ведомых станций. Сигналы ведомых станции, как уже указывалось, следуют в определенной временной последовательности за сигналом ведущей станции.

Импульсный метод измерения. Использование импульсного метода измерения обеспечивает наиболее простое техническое решение при построении бортовой аппаратуры н большую дальность действия системы.

Сигналы наземных станций переносятся

поверхностной и пространственной волнами. Пространственные волны (отражающиеся от ионосферных слоев) обладают непостоянством длины пути распространения из-за флуктуации высоты отражающих слоев, что исключает, их применение для точных навигационных систем (для грубых систем дальней навигации их применение имеет место). Кроме того, сигналы пространственной волны могут вносить существенные ошибки в работу навигационных систем, использующих поверхностные волны. При импульсной i работе можно отделить сигнал по-ф верхностной волны от всегда запа--.; здывающего сигнала пространственной волны, в то время как при непрерывном излучении для разделения сигналов поверхностной и пространственной волн необходимо ограничивать дальность действия и размеры базы системы, исключая области совместного существования волн обоих типов.

Бортовое устройство при импульсной работе измеряет временной интервал путем компенсации временной задержки между приходящими импульсами ведущей и ведомых станций с помощью специальных схем задержки, прокалиброванных в единицах времени Момент полной компенсации, соответствующий совпадению передних фронтов двух импульсов, определяется с помощью индикаторных устройств или систем автосопровождения сигналов по дальности. Ввиду того что сравнение временного положения сигналов производится по огибающей, точность измерения временных интервалов оказывается недостаточно высокой; точность определения местоположения составляет 1-2% от дальности до ведущей станции.

Фазовый метод измерения. Для повышения точности работы разиостно-дально-мерных систем используются фазовые методы измерения расстояний. Если ведущая и ведомые станции работают в режиме непрерывного излучения на одной и той же частоте ио, то напряженности поля в точке М будут:

/2л \

еА = £А cos \v>0t - - rs - фА0j ,

где £A и £Б - амплитудные значения напряженности электрического поля в точке М, создаваемые ведущей и ведомой станциями; га и гв - расстояния от наземных ста ищи до точки М; ф А0 и фБ0 -начальные фазы излучаемых колебаний ведущей и ведомой станций. Разность фаз этих сигналов в точке М будет: 2я

ДФ=Т-(Г<5- га) + ф0.

где ф0 =фБ0-Фао = const, т. е. в наземных станциях тем или иным способом поддср-

живается постоянная разность фаз излучаемых колебаний (иначе говоря, излучаемые колебания являются когерентными). Постоянному значению Дф соответствует постоянное значение разности расстояний

гр = гб - га = (Дф - ф0), (25-165)

т. е. определенная линия положения, представляющая собой гиперболу с фокусами в точках расположения наземных станций.

Ошибка измерения разности фаз обычно не превышает 0,2-0,3% периода высокой частоты, что и определяет высокую точность работы системы. Трудность построения таких систем заключается в сложности обеспечения когерентности работы наземных станций, обеспечении раздельного выделения их сигналов для последующего сравнения фаз (частота сравнения должна быть одинакова для всех станций) и в устранении неоднозначности отсчетов, присущей фазовым методам измерения.

Для обеспечения когерентности излучения и возможности измерения разности фаз бортовым устройством применяется метод трансформации частоты сигналов ведущей станции. Частота сигналов ведущей станции о>о преобразуется с помощью схем умножения и деления частоты в ведомой

станции и становится равной g)j=wo-.где

m и п - небольшие целые числа. Напряжение на преобразованной частоте является напряжением задающего генератора передатчика ведомой станции. Для второй ведо-

мой станции выбирается частота o)2=wo~

и т. д. Таким образом, наземные станции системы работают на разных несущих частотах. Бортовое устройство имеет соответствующее число приемных каналов, в которых осуществляется умножение частоты принимаемых сигналов н выделяются сигналы на частоте сравнения соСр для измерения разности фаз. Для получения частоты о)Ср частота сигналов ведущей станций умножается на т, а частота ведомых станций на п и k соответственно. В результате получаем Kep=wom=(i)tt=G)2fe и т. д., что позволяет с помощью фазометра измерить разность фаз по высокой частоте. Дополнительные сдвиги фаз сигналов, происходящие в приемных устройствах ведомых станций, а также при распространении радиоволн между ведущей н ведомыми станциями (иа расстоянии d), учитываются при измерениях.

При работе системы б диапазоне УКВ дальность действия ограничивается пределами радиогоризонта. В диапазоне КВ использование системы исключается, так как при отражении от ионосферы случайные флуктуации приводят к потере когерентности сигналов ведущей и ведомых станций. Обычно фазовые системы работают в пределах средневолнового диапазона с использованием поверхностной волны. Для исклю-

чения пространственной волны приходится ограничивать размер базы до 100-200 км и дальность действия до 300-400 км (в ночное время-до 150-200 км). Переход в диапазон длинных и сверхдлинных волн, обладающих большой стабильностью фазы при распространении, позволяет увеличить дальность до 10 000 км при достаточно высокой точности измерений, однако возникает ряд технических трудностей прн разнесении частот наземных станций, для преодоления которых переходят от непрерывного излучения к импульсной работе, когда появляется возможность разделения сигналов станций во времени.

Для.устранения неоднозначности отсчета излучаемые колебания наземных станций, работающих на разных несущих частотах, модулируются низкой частотой, на которой и производится сравнение фаз сигналов в бортовом устройстве. Однако точность измерений при этом существенно уменьшается.

Перечисленные выше недостатки, присущие фазовым разностно-дальномерным системам, ограничивают их широкое распространение и перспективность.

Импульсно-фазовый метод измерения. Значительно большими возможностями в отношении дальности действия и точности работы обладают импульсно-фазовые раз-ностно-дальномерные системы, обладающие дальностью импульсных и точностью фазовых систем. Импульсные сигналы ведущей станции ретранслируются ведомыми станциями с определенными временными задержками и сохранением фазы высокочастотного заполнения. Для отличия от ведомых станций сигнал ведущей станции кодируется (например, ои может состоять из двух импульсов, разделенных по времени небольшим интервалом). Бортовое устройство выделяет сигналы ведущей станции и следующие за ними в определенной последовательности сигналы ведомых станций, а затем производят грубое и точное измерение временных интервалов. Грубое измерение производится путем сравнения временного положения импульсов ведущей и ведомых станций, точное измерение - путем сравнения фаз высокочастотных колебаний этих импульсов.

Упрощенная функциональная схема типовой бортовой аппаратуры приведена на рис. 25-170. Когерентный гетеродин (кварцевый генератор) вырабатывает опорное напряжение иа частоте работы наземных станций. С помощью фазового детектора станции А и схемы управления колебания гетеродина фазируются с колебаниями ведущей станции и служат также для формирования (с использованием делителя частоты и генератора прямоугольных импульсов) прямоугольных импульсов, следующих с частотой повторения наземных станций FB. Сигналы наземных станций с выхода УВЧ поступают на синхронные и фазовые детекторы ведущей А и ведомой Б станций. С помощью дополнительной схемы поиска (или путем ручного управления) произво-.

Когерентный гетеродин f - Юв яги

Схема управления

Фазовращатель

Делитель

Т I I

Генератор прямоугольных импульсов Fft

Схема

управления

£2

Точно

Индикатор (с*етчих)

Схема задержки S

I Грубо

Синхронный детектор Д

Схема управления

Синхроннь1ц детектор Б

Рис. 25-170. Функциональная схема,Сортовой аппаратуры импульсио-фазовой разностно-дальиомерной

системы.

дится управление фазовращателем станции А и схемой задержки станции Б, так чтобы прямоугольные импульсы, поступающие на синхронные детекторы станций А и Б, примерно совпадали с импульсами наземных станций. В синхронном детекторе а происходит выделение огибающей сигналов станции А и сравнение временного положения ее переднего фронта с передним фронтом прямоугольного импульса, соответствующего моменту прихода сигнала станции Л. Рассогласование передних фронтов устраняется с помощью схемы управления и фазовращателя Л путем смещения последовательности прямоугольных импульсов во времени. Устранение рассогласования производится в синхронном детекторе с учетом фазы высокочастотных колебаний когерентного гетеродина и принятых сигналов станции Л, что обеспечивает совмещение передних фронтов с ошибкой, не превышающей половины периода высокочастотных колебаний.

В синхронном детекторе Б производится сравнение передних фронтов огибающей сигнала станции Б и прямоугольного импульса, задержанного относительно импульса, поступающего на синхронный детектор Л, с помощью схемы задержки Б. Величина задержки, определяющая интервал времени Агдб> устанавливается также с точностью до половины периода колебаний высокой частоты. Полученное значение задержки определяет результат грубого измерения линии положения, который поступает на индикатор (обычно - счетчнк механического типа).

Для точного измерения величины ДгДБ в фазовом детекторе Б, который отпирается прямоугольным импульсом в момент при-

хода сигнала станции Б, производится сравнение фазы колебаний когерентного гетеродина (совпадающей с фазой высокочастотных колебаний сигнала станции Л) и фазы высокочастотных колебаний сигнала станции Б. Различие фаз устраняется с помощью схемы управления и фазовращателя, с ротором которого связан счетчик точных показаний.

Грубые и точные показания комбинируются и выделяются на счетчике в виде одного числа, определяющего величину ДГдб-Аналогично проводится измерение интервалов времени между приходом сигналов ведущей и другой ведомой станций.

Бортовое устройство может сопрягаться с цифровой вычислительной машиной, выдающей координаты корабля или самолета или курс на конечный пункт маршрута. В состав бортового устройства может входить курсопрокладчик, который чертит на карте путь корабля или летательного аппарата.

Ошибка определения местоположения с помощью разностно-дальномерных систем зависит как от местоположения объекта, так и от геометрического размещения наземных станций системы. Радиус среднеквадратичного круга рассеяния для рассматриваемой системы

го~-:---г х

2т(т+т)

X , /---+---, (25-166)

f 5ш2Т 5,ПТ