Теоретические основы радионавигации. Радионавигационное средство

земле или даже в космосе, основанное на использовании радиоволн и предназначенное для решения навигационных задач.
Радионавигационные средства делятся на автономные и неавтономные.

аппаратуры достаточно одного совмещенного радиомаяка VOR/DME для определения положения воздушного судна в системе полярных координат «азимут - дальность».

Система азимутальной навигации (VOR) и ее возможности

Радиомаяк азимутальный
РМА–90

При одновременном приеме бортовой аппаратурой сигналов двух VOR может быть определено положение воздушного судна. Для этого необходима карта и знание местоположения радиомаяков. VOR может объединяться с дальномерным радиомаяком DME/N.

система РМА. Взаимодействие элементов в процессе формирования диаграммы направленности антенны в форме вращающейся кардиоиды.
Радиопередающее устройство: назначение, основные технические характеристики, принцип построения, взаимодействие элементов по структурной схеме.
Аппаратура управления, контроля и диагностики.

Радиомаяк азимутальный
РМА–90:

«ЛА—РМ».
Запрос индикации — индикаторный сигнал, излучаемый в системе типа РСБН по линии связи «РМ—ЛА».
Зона над РМ нерабочая — телесный угол над РМ с вершиной в точке размещения антенны РМ, в пределах которого невозможно определение местоположения ЛА.

Азимут ЛА — угол в горизонтальной плоскости между северным направлением меридиана, проходящего через РНТ, и направлением от РНТ на проекцию ЛА, отсчитываемый по ходу часовой стрелки.

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Дальность действия СБН — максимальное расстояние от РНТ до Л А, на котором информация о местоположении ЛА в виде азимута и (или) дальности выдается с заданной погрешностью и вероятностью.

Дальность наклонная — кратчайшее расстояние между ЛА и РНТ.

определения дальности.
Система образуется при территориальном совмещении АРМ типа VOR и ДРМ типа DME, которые могут использоваться самостоятельно, образуя соответственно угломерную или дальномерную СБН.
На борту ЛА для определения азимута и дальности служат отдельные устройства.
АРМ работает в диапазоне метровых, а ДРМ — дециметровых волн.

Радиомаяк азимутальный
РМА–90

зоны действия навигационные сигналы, содержащие информацию об азимуте, сигнал опознавания с отличительными признаками радиомаяка и может излучать сигналы РТС.

Система обеспечивает получение на борту воздушного судна:
• информации об азимуте воздушного судна, т.е. угле между направлением на Север и направлением «радиомаяк - самолет» относительно места установки радиомаяка;
• об отклонении воздушного судна от заданной линии курса (линии положения);
• о направлении полета относительно радиомаяка, «на» или «от» него;
• об отличительном признаке радиомаяка;
• речевых сообщений.

Радиомаяк азимутальный
РМА–90

несущей частоте радиомаяк излучает два вида сигналов по двум диаграммам направленности: опорный сигнал и переменный сигнал.

Опорный сигнал промодулирован по частоте огибающей синусоидой с частотой 30 Гц и имеет круговую диаграмму направленности, то есть излучается одинаково во все стороны. В любой точке пространства фаза огибающей опорного сигнала одинакова.

У переменного сигнала диаграмма излучения направленная и имеет форму «восьмерки». эта диаграмма вращается вокруг вертикальной оси со скоростью 30 оборотов в секунду

А 30 оборотов в секунду это и есть 30 Гц. В результате получается, что в любой точке пространства амплитуда принимаемого сигнала меняется с частотой 30 Гц, то есть сигнал оказывается амплитудно промодулированным этой частотой. При этом фаза огибающей будет различной по разным направлениям от радиомаяка.

пеленг равен нулю, фазы огибающих опорного и переменного сигналов совпадают. По любому другому направлению эти два сигнала оказываются сдвинутыми по фазе как раз на такую величину, которая равна углу между северным направлением меридиана и данным направлением. А ведь это и есть пеленг этого направления Пс.
Разумеется, в любой точке пространства оба сигнала (опорный и переменный) складываются, но бортовое оборудование позволяет их разделить – ведь в одном из них использована частотная модуляция, а в другом – амплитудная. Эти две выделенные огибающие сдвинуты по фазе друг относительно друга.

Данный сдвиг, выявленный бортовым оборудованием и выраженный в градусах, и является пеленгом данной точки от радиомаяка.

переменной фазы, сигнала опознавания и сигналов РТС используются несущие ВЧ колебания одной частоты в диапазоне 108...118МГц.
На входы фазоизмерительной части бортовой аппаратуры НЧ колебания опорной и переменной фазы одной частоты должны подаваться раздельно.
Для обеспечения возможности разделения сигналов переменной и опорной фазы первые передаются в виде огибающей AM с частотой 30 Гц несущих ВЧ колебаний, вторые - в виде огибающей ЧМ с частотой 30 Гц поднесущих колебаний со средней частотой 9960 Гц и девиацией ±480 Гц, которые, в свою очередь, являются огибающей AM несущих ВЧ колебаний.

При этом коэффициент AM сигнала переменной и опорной фазы равен 30%, а осциллограмма суммарного сигнала в любой точке зоны действия радиомаяка имеет вид, показанный на рисунке.

себя сигнал опознавания и может включать сигнал РТС.      
Сигнал опознавания образуется посредством AM несущих ВЧ колебаний тона­льной поднесущей с частотой 1020 Гц, манипулированной по амплитуде посылками Морзе, соответствующими буквенному коду радиомаяка. Номинальное значе­ние коэффициента AM сигнала опознавания - 5 % .
Сигнал РТС образуется посредством AM несущих ВЧ колебаний НЧ колебаниями в диапазоне от 300 до 3000 Гц, соответствующими речевым сообщениям. Ко­эффициент AM сигнала РТС не превышает 30 % .

Он содержит следующие составляющие:
— несущие колебания (f0);      
— две боковые частоты (f0 ± 30);      
— две боковые полосы частот — несущая, модулированная по амплитуде речевыми сигналами — от (f0 ± 300) до (f0 ± 3000);
— две боковые частоты (f0 ± 1020);      
— две боковые полосы - несущие колебания, модулированные по амплитуде поднесущей 9960 Гц, которая, в свою очередь, модулирована по частоте — [f0 ± (9960 ± 480)].      

Радиомаяк азимутальный
РМА–90

Линейный спектр полного сигнала
радиомаяка представлен на рисунке

или аэродроме в соответствии с требованиями технической документации на данный тип оборудования, таким образом, чтобы максимально обеспечить решение навигационных задач.

Радиомаяк азимутальный
РМА–90

иметь уклон не более 4% на расстоянии до 400 м от маяка. Место установки РМА должно находиться возможно дальше от ограждений и воздушных проводных линий, высота которых должна быть относительно центра антенны составлять угол не более 0,5 град. Сооружения не должны находиться ближе 150 м от позиции и иметь угол места более 1,2 град. Антенное устройство РМД должно быть расположено над антенным устройством маяка РМА при использовании приемоответчика РМД совместно с маяком РМА. Допускается разнесение антенных устройств РМД и РМА на расстояние не более30 м при обеспечении полетов в районе аэродрома и не более 600 м при обеспечении полетов по воздушным трассам.