Радиотехнические системы исследования космического пространства

АРП устанавливается на кораблях, а береговая зона оборудована радиомаяками (РНТ), расположенными на расстоянии 50 - 200 км друг от друга и излучающими непрерывные сигналы на выделяемой каждому маяку частоте с периодической передачей позывных в телеграфном режиме. Используется среднечастотный диапазон. Ненаправленные береговые маяки имеют мощность до 500 Вт, проволочную антенну высотой до 30 м и должны работать без технического обслуживания. Корабельные АРП просты, антенная система неподвижна. Предусматривается перестройка по частоте - наст ройка на конкретный маяк. Аналогичные устройства используются и в радиоразведке.Более совершенными являются угломерные РНС со следящим приводом. В автоматических радиопеленгаторах используются две антенны, ДН которых накладываются одна на другую или одна антенна с ДН, периодически меняющей свое положение в пространстве. При пеленговании антенная система автоматически поворачивается до момента равенства интенсивности сигнала на обеих антеннах или же до неизменности интенсивности принимаемого радиосигнала.Особенностью РНС такого типа является использование средне- и длинноволнового диапазонов. Вследствие этого невозможно обеспечить получение узких ДН и приходится ограничиваться слабонаправленными антеннами. РНТ разделяются использованием разных частот. Принцип действия следящего радиопеленгатора проиллюстрирован на рис. 8.Рис. 8. Следящий радиопеленгаторСхема содержит две антенны - рамочную (РА) с диаграммой в виде восьмерки и ненаправленную (НА) с круговой диаграммой. Балансный модулятор меняет на напряжение, поступающее с РА с частотой QM. Сигналы с РА и НА поступают на контур сложения, после которого на вход приемника - устройство селекции и усиления. Про- детектированный в демодуляторе (Д) сигнал Un поступает на схему управления двигателем, которая меняет на я фазу напряжения питания, поступающего на управляющую обмотку двигателя (Дв). Источник питания (ИП) запитывает напряжением с частотой Пдв(400 Гц) сетевую обмотку Дв. Генератор Г подает напряжение с частотой Г2М на балансный модулятор и схему управления двигателем. Информация о положении РА снимается с датчика углового положения (ДУП) и поступает на индикатор. Эпюры напряжения приведены на рис. 9, а, а на рис. 9, б показана результирующая диаграмма двух антенн.Рис. 9. Следящий радиопеленгатор: а - временные диаграммы работы; б - формирование суммарной ДНСистема помехоустойчива, так как QM крайне низкочастотна - менее 1 Гц. Инерционность и узкополосность следящей системы обеспечивает защиту от помех. Радиопеленгаторы такого типа успешно работают с приводными аэродромными радиостанциями. Эти радиопеленгаторы, применяемые на самолетах, называют автоматическими радиокомпасами (АРК). Применяются они давно, но идея, заложенная в структурной схеме, сохранилась. Интересно формирование с помощью слабонаправленной и ненаправленной антенн некой равносигналыюй зоны, подобной используемой в следящих РЛС.Измеряя с помощью магнитного компаса положение продольной оси самолета относительно направления на север и пеленгуя последовательно две РНТ, можно определить свое положение. Однако с учетом высокой скорости самолета, это достаточно неточная и громоздкая процедура: самолет меняет свое положение за время вычислений.В авиации приводные аэродромные радиостанции (ПАР) и АРК применяются при движении по прямым маршрутам. Этот режим называют «привод на аэродром». Он обеспечивает выход на ПАР при наличии бокового ветра и ошибок.Кроме радиопеленгаторов, используются амплитудные РНС с направленным излучением (направленные радиомаяки). Громоздкая аппаратура размещается на земле в РНТ, а пеленг измеряется простым приемным устройством с ненаправленной антенной. Бортовая система работает автоматически, выдавая информацию на простой индикатор.Основное применение получили радиомаяки с вращающейся ДН, позволяющие определять в точке приема азимут, для привязки в момент прохождения диаграммой направления на север излучается импульс привязки. Кроме того, используются курсовые радиомаяки, позволяющие самолету двигаться по направлению, задаваемому радиомаяком. Это реализовано в системе «слепой» посадки. Принцип действия курсового радиомаяка показан на рис. 10.Рис. 10. Система «слепой» посадкиПилот должен выдерживать нулевые положения стрелок индикатора по курсу и глиссаде. Такая система требует идентичности каналов, что контролируется с помощью соответствующих имитаторов.ЗаключениеВ данной работе рассмотрены существующие виды систем предупреждения столкновений летательных аппаратов, приведена основная информация и структура работы каждого из видов этих систем. В приложении А приведена информация по принципам работы угломерных радионавигационных систем.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВАкимов А.Н., Воробьев В.В. Особенности проектирования лёгких боевых и учебно-тренировочных самолётов. - М.: Машиностроение, 2005.Марьин Н.П. Направление развития систем предупреждения столкновений // Новости навигации.- 2007. - № 1.Кумков С.И. Конфликтные ситуации в пространстве, маневр по вертикали // НИТА №39/2001 ИММ УрОРАН.- Екатеринбург, 2002.Радионавигационный план Российской Федерации (в редакции приказа Минпромторга России от 31 августа 2011 г. № 1177). Утвержден приказом Минпромторга России от 2 сентября 2008 г. № 118.Бабуров В.И., Олянюк П.В. Система радиовещательного зависимого наблюдения (АЗН-Р) // ВИНИТИ. Проблемы безопасности полетов. — 2000. — № 9.Бакулев П.А., Сосновский А.А. Радионавигационные системы: Учебник для вузов. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Радиотехника, 2011.ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования / Под ред. А.И. Перова, В.Н. Харисова. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Радиотехника, 2010.М.Дудко Б.П. Радионавигация: Учеб, пособие. — Томск: ТУСУР, 2003.Зырянов Ю.Т., Белоусов О.А., Федюнин П.А. Основы радиотехнических систем. — Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2011.Марковская теория оценивания в радиотехнике / Под ред. М.С. Ярлыкова. — М.: Радиотехника, 2004.Монаков А.А. Теоретические основы радионавигации: Учеб, пособие / СПб.: СПбГУАП, 2002.Хресин И.Н. Радиотехнические системы комплекса стандартного цифрового пилотажно-навигационного оборудования: Учеб, пособие. - Ч. I. - М.: МГТУ ГА, 2008.Орлов В.А. Инерциальные измерительные системы параметров движения объектов на микромеханических датчиках: Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.11.16/ В.А. Орлов. ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» - Тула: изд. ТулГУ, 2007 г. - 156 с.Шведов А.П. Способы повышения точности информационно-измерительных систем ориентации подвижных объектов: Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.11.16/ А.П. Шведов. ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» - Тула: изд. ТулГУ, 2010 г. - 171 с.Силкин A.A. Синтез и анализ алгоритмов определения пространственной ориентации беспилотной аэродинамической платформы по измерениям магнитного поля земли: Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.13.01/ A.A. Силкин. Институт машиноведения им. A.A. Благонраво-ва РАН - Москва, 2002 г. - 175 с.Сарайский Ю.Н., Алешков И.И. Аэронавигация. Часть I. Основы навигации и применение геотехнических средств: Учебное пособие. - СПб:СПбГУГА, 2010.-308 с.Анцев Г.В., Анцев И.Г., Барабанов А.Д., Макаренко A.A., Сарычев В.А., Турнецкий Л.С., Определение углов крена и тангажа летательного аппарата методом цифровой обработки изображений // Материалы конференции «Управление в технических, эргатических, организационных и сетевых системах» (УТЭОСС-2012). - СПб.: ГНЦ РФ ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2012 - С.630-634