Хафизов А.В. Радионавигационные системы дальней навигации - файл n1.doc

Хафизов А.В. Радионавигационные системы дальней навигации
скачать (806.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc807kb.07.11.2012 05:02скачать

n1.doc

Министерство образования и науки Украины

Государственная летная академия Украины

РАДИОНАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ДАЛЬНЕЙ НАВИГАЦИИ (РСДН)
Учебно-методическое пособие
г. Кировоград

2010г.

УДК 629.7.054.07

Радионавигационные системы дальней навигации (РСДН): учебно-методическое пособие. Сост.: Хафизов А.В. Ил.12, литературных источников – 3. - Кировоград: ГЛАУ, 2010.- 30 с.
В данном пособии рассмотрены вопросы назначения, состава и принципа действия эксплуатируемых в настоящее время систем дальней навигации. Даны нормы ICAO на параметры радиосистемы "ЛОРАН-С" и факторы, влияющие на точность измерения навигационного параметра в РСДН. Работа приемоиндикатора рассмотрена на уровне обобщенной структурной схемы. В качестве примера бортового оборудования рассмотрено изделие А-723, назначение органов управления и индикации и его эксплуатация.

Предназначено для курсантов факультета летной эксплуатации при изучении оборудования в соответствии с учебной программой "Радиооборудование воздушных судов".

Рецензент: Тузов В.А., доцент, к.т.н.
Рассмотрено и рекомендовано для издания и использования в учебном процессе решением кафедры авиационного оборудования ГЛАУ,

протокол 6 от 16.03. 2010г.

©Хафизов А.В., 2010 г.

Учебно-методическое пособие.

©Компьютерный набор Котыш Е.Ф.

ГЛАУ.

Рецензия

на учебно-методическое пособие

«Радионавигационные системы дальней навигации (РСДН)»
В данном учебно-методическом пособии рассмотрены вопросы назначения, состава, принципа действия систем дальней навигации (РСДН). Дана характеристика РСДН "ЛОРАН-С", включая нормы ICAO на ее параметры, принцип работы наземного и бортового оборудования (приемоиндикатора). Рассмотрены факторы, влияющие на точность определения навигационного параметра. В качестве бортового оборудования приведено изделие А-723, его назначение, решаемые задачи, технические характеристики, органы управления и вопросы летной эксплуатации.

Предназначено для курсантов факультета летной эксплуатации при изучении оборудования в соответствии с учебной программой «Радиооборудование воздушных судов».

Содержание и оформление соответствует требованиям, предъявляемым к учебно-методическим пособиям.

Считаю целесообразным издание учебного пособия в типографии ГЛАУ.
Зав. кафедрой авиационного

оборудования, к.т.н., доцент В.А. Тузов
СОДЕРЖАНИЕ
Введение......................................................................................................................4

1 Назначение РСДН, состав, принцип действия.....................................................5

2 Характеристика и принцип действия РСДН………………................................8

2.1 РСДН "ЛОРАН-С".......................................................................................8

2.1.1 Нормы ICAO на параметры радиосистемы "ЛОРАН-С"............12

2.2 РСДН "Чайка".............................................................................................12

2.3 Decca (Декка)..............................................................................................13

2.4 РСДН-20 («Альфа»)………………………………………………………13

3 Факторы, влияющие на точность измерения навигационного параметра.......14

4 Приемоиндикатор РСДН......................................................................................16

5 Бортовая аппаратура РСДН изделие А-723........................................................20

5.1 Назначение, решаемые задачи..................................................................20

5.2 Основные тактико-технические данные (ТТД)………………………..20

5.3 Состав оборудования и общий принцип работы.....................................21

5.4 Назначение органов управления и индикации........................................24

5.5 Эксплуатация изделия А-723. ..................................................................26

А. Порядок включения и проверки работоспособности………………26

Б. Ввод исходных даннях………………………………………………..27

В. Эксплуатация в полете……………………………………………….28

Г. Возможные неисправности изделия…………………………………29

Библиографическое описание.................................................................................30


Введение
Еще со времен 2-й мировой войны применялись радионавигационные системы, которые позволяли определять местоположение воздушных и морских судов на дальностях порядка 2000 км и более. Местоположение определялось по пересечению линий пеленгов, полученных от нескольких радиомаяков. Это системы типа "SONNE" (Германия), "Консол" (Англия), ВРМ-5 (СССР). В этих системах пеленг определялся слуховым способом, который требовал от оператора повышенного внимания и большого времени пеленгования (до 1мин). Погрешность определения пеленга в среднем составляла 0,25є. Данные системы просуществовали не долго, не выдержав впоследствии, конкуренции с системами Decca, "ЛОРАН" и "Омега". Оставшиеся системы работали в СДВ и ДВ диапазоне волн. Данные диапазоны радиоволн были выбраны не случайно. Как известно, радиоволны этих диапазонов могут распространяться вдоль земной поверхности (поверхностные волны) и путем отражения от ионосферы (пространственные волны). Пространственные волны не пригодны для проведения измерений из-за влияния состояния ионосферы и других факторов, опять же связанных с ионосферой. А поверхностные радиоволны могут распространяться на большие расстояния, и измерения с высокой точностью можно получить только на поверхностных волнах.

В дальнейшем, с появлением спутниковых систем навигации GPS (США) и ГЛОНАСС (РОССИЯ), казалось бы необходимость в этих системах отпала. Были демонтированы системы Decca и "Омега". Систему "ЛОРАН-С" ожидала та же судьба.

Но, в последнее время получила развитие концепция интеграции спутниковых навигационных систем (СНС) и радионавигационных систем дальней навигации (РСДН) "ЛОРАН-С". В соответствии с этой концепцией, все составные части СНС и РСДН (навигационные космические аппараты и др. компоненты космической навигационной системы, опорные станции РСДН, контрольно-корректирующие станции, аппаратура потребителей и др.) должны функционировать в единой системе координат и единой временной шкале. Опорные станции РСДН "ЛОРАН-С", помимо выполнения своих основных функций, должны вырабатывать и сообщать по радиоканалам корректирующие дифференциальные поправки для учета их при определении местоположения самолета в системе СНС, а также другие сообщения. Кроме того, РСДН "ЛОРАН-С" обладает рядом преимуществ перед СНС:

- высокая помехоустойчивость за счет большой энергетики сигнала;

- надежное определение местоположения в городских условиях;

- возможность приема сигналов под водой и подо льдом на глубинах до 15м;

- автономность управления (на уровне одного государства);

- сравнительно низкие эксплуатационные расходы;

- возможность передачи оперативной информации без значимого ущерба для навигации на значительные расстояния.

Поэтому РСДН "ЛОРАН-С" могут выступать также в роли систем, дублирующих спутниковые системы навигации.
1 Назначение РСДН, состав, принцип действия
РСДН предназначены для определения местоположения самолета на расстоянии 1500 км и более.

РСДН состоят из наземных радиопередающих устройств - опорных станций (ОС) и бортового приемного оборудования. Опорные станции размещены на поверхности Земли в точках, географические координаты которых, заложены в память бортового оборудования.

Бортовое оборудование принимает сигналы и измеряет дальность до опорных станций (в дальномерных РСДН) или разность дальностей (в разностно-дальномерных РСДН). По измеренным дальностям или разности дальностей, вычислительное устройство приемника бортового оборудования строит линии положения. Линии положения (ЛП) – геометрическое место точек, характеризующихся одним и тем же значением дальности или разности дальностей, представляют собой либо окружности (в дальномерных РСДН) (рис.1.1, а), либо гиперболы (в разностно-дальномерных РСДН) (рис.1.1, б). По нескольким ОС определяется несколько ЛП и по их пересечению вычислительное устройство определяет местоположение (географические координаты) самолета.



а) б)

Рис.1.1 Линии положения в РСДН:

а) дальномерные РСДН;

б) разностно-дальномерные РСДН. Три самолета (№1, №2, №3) расположены на линиях положения 2, 3, 4. Расстояние между станциями ОС1 и ОС2 называется базовым.
В дальномерных РСДН, для определения расстояния до опорной станции, измеряется время задержки t сигнала на пути распространения от ОС до самолета, т.е. t=D, где с-скорость распространения радиоволн, а D-дальность до ОС.

Излучение сигналов опорными станциями осуществляется в строго определенные моменты времени, известные на самолете, т.е. на самолете и на ОС должны быть эталоны времени. По эталону времени ОС задается момент излучения сигнала, а по эталону времени на самолете – отмечается момент приема этого сигнала. Но, из-за наличия расхождений эталонов времени на ОС и на самолете возможна ошибка в измерении дальности, поэтому измеренная дальность именуется как псевдодальность, а такой метод измерения -псевдодальномерным. Если эталон времени на самолете корректировать (например, по системе единого времени), то ошибка в измерении будет определяться уходом временной шкалы за интервал времени между коррекциями.

В разностно-дальномерных РСДН (рис.1.1, б), для определения разности расстояний, измеряется разность между временем задержки t1 сигнала на пути распространения от ОС1 до самолета и временем задержки t2от ОС2 до самолета, т.е.

?t=t1-t2=(D1-D2)/с, (1.1)

В данном случае, временной интервал ?t уже не зависит от погрешности эталона времени на самолете, что является основным преимуществом разностно-дальномерных РСДН.

В разностно-дальномерных РСДН возможна неоднозначность измерений. Например, на рис.1.1, б самолет №2 получает сначала сигнал от ОС1, а затем от ОС2. Самолет №3 – сначала от ОС2, а затем от ОС1. Разность расстояний для линий положений, на которых они находятся, одинакова. Иначе говоря, для данной разности расстояний, самолет №2 может быть и на линии положения 2 и на линии положения 4. Если обеспечить в любой точке зоны действия системы прием сигнала сначала от одной станции, например от ОС1, а затем уже от другой ОС2, то неоднозначность можно исключить.

Для исключения такой неоднозначности ОС2 запускается сигналом от ОС1, и поэтому интервал времени t2 включает:

- время t1-2, за которое сигнал проходит расстояние от ОС1 (называемой ведущей станцией) до станции ОС2 (ведомой);

- время кодовой задержки tк в станции ОС2;

- время t1-с, за которое сигнал проходит расстояние от ОС2 до самолета.

Время кодовой задержки tк вводится на ведомой станции для того, чтобы обеспечить в любой точке зоны действия системы прием сигнала сначала от ведущей станции, а затем уже от ведомой. Время t1-2+tк известно на самолете. Совокупность станций из ведущей и ведомой образуют цепочку станций.
Контрольные вопросы

1. В каком диапазоне радиоволн должны работать РСДН и почему?

2. Состав РСДН.

3. В чем отличие по назначению ведомой станции от ведущей?

4. В чем заключается неоднозначность определения ЛП в РСДН и как она устраняется?

5.В чем заключается разностно-дальномерный способ измерения информационного параметра?

6.В чем преимущество разностно-дальномерного способа измерения навигационного параметра перед дальномерным?
2 Характеристика и принцип действия существующих РСДН
2.1 РСДН "ЛОРАН-С"
Основой системы "ЛОРАН-С" являются цепочки из трех-пяти наземных опорных станций, работающих на одной несущей частоте, равной 100 кГц. В каждой цепочке одна из станций является ведущей (М), а остальные—ведомые (W,X,Y) (рис. 2.1).



Рис.2.1 Цепочка опорных станций в РСДН "ЛОРАН-С"
В настоящее время в мире функционирует 78 стационарных опорных станций системы "ЛОРАН-С", объединенных в 34 цепи. Станции расположены на территориях США, Канады, Европы, Саудовской Аравии, Индии, Японии, Кореи, Китае, России и других странах СНГ.

Опорные станции работают импульсными сигналами определенной длительности (до 1мс). Сигналы каждой станции состоят из восьми импульсов, что способствует увеличению средней мощности излучаемого сигнала. Пачка импульсов ведущей станции может содержать девять импульсов (рис. 2.2). Распознавание ведомых станций в цепочке производится по временному интервалу tw, tx, ty, tz.



Рис. 2.2 Временные диаграммы РСДН "ЛОРАН-С"
Для каждой цепочки станций свой период следования TМ (от 10 Гц до 16,66 Гц) пачек импульсов. Период следования синхронизируется со шкалой всемирного времени. Для распознавания ведущей станции цепочки от ведомых применяется фазовое кодирование импульсов пачки (рис. 2.3). Например, для ведущей станции, нулевые начальные фазы несущих колебаний имеют 3, 4, 6 и 8-й импульсы, а в остальных - начальная фаза 180є.



Рис. 2.3 Фазовое кодирование импульсов пачки ведущей станции в РСДН "ЛОРАН-С"

Система "ЛОРАН-С" относится к импульсно-фазовым системам с грубым и точным измерением информационного параметра.

Грубое измерение основано на определении моментов приема импульсов от опорных станций. Но, так как работа осуществляется в ДВ диапазоне, то фронт импульса имеет малую крутизну (рис. 2.4). Для измерения выбирают участок импульса, характеризующийся наибольшей крутизной, т.н. характерная точка огибающей (ХТО). Но даже, если предположим ошибку в измерении по переднему фронту импульса в 3 мкс, то это приведет к инструментальной погрешности ?D=с·3 мкс=0,9 км.



Рис.2.4 Форма импульса в РСДН "ЛОРАН-С"
Кроме того, образуется также погрешность синхронизации ведомых станций, которые должны запускаться импульсами ведущей станции.

Для точного измерения используется фазовый метод, который заключается в измерении разности фаз между колебаниями несущей частоты импульсов ведущей и ведомых станций.

Действительно, при распространении радиоволны в пространстве, она испытывает сдвиг по фазе ?, величина которого пропорциональна пройденному расстоянию r.

?=?tз=?r/?=2?r/?, (2.1)

где tз-время задержки;

?-фазовая скорость радиоволн;

?-длина радиоволны.



Рис.2.5 Фазы принятых сигналов от опорных станций
В бортовом оборудовании, измерив фазу сигнала, принятого от ведущей станции в момент приема сигнала от ведомой (рис. 2.5), можно определить разность растояний и, соответствующую гиперболическую линию положения.

? ═ ?1-?2=2?(D1-D2)/?, (2.2)

Судить о фазовом сдвиге двух сигналов без дополнительной информации можно только в пределах диапазона однозначного изменения ∆?, т.е. при 0< ∆? ? 2?. Из последнего выражения (2.2) видно, что изменению ∆? на 2? соответствует изменение (D1-D2) на ?. На самолете, следующем вдоль базы станций, где линии положения расположены наиболее часто, показания измерителя ∆? повторяются через каждые (D1-D2)=0,5?. Область, в пределах которой возможно однозначное измерение фазового сдвига, а, следовательно, и (D1-D2) , называется фазовой дорожкой. Для fр=100 кГц, ?=с/fр=300000 км/с /100000Гц=3 км. Соответственно, ширина фазовой дорожки составляет 1,5 км. Таким образом, канал грубого измерения по времени запаздывания сигналов должен обеспечивать однозначное указание дорожки, в пределах которой находится самолет. А точное определение самолета внутри данной дорожки будет определяться по каналу точного измерения - по разности фаз сигналов.
2.1.1 Нормы ICAO на параметры радиосистемы "ЛОРАН-С"


0,2 км –днем;

0,6 км – ночью.


2.2 РСДН "Чайка"
В России эксплуатируется система аналогичного назначения, что и "ЛОРАН-С", получившая название «Чайка».

РСДН импульсно-фазовая радионавигационная система «Чайка» была разработана в 1958 г. по заказу ВВС СССР.

Существует 5 цепочек «Чайки», расположенных на территории России (от Берингового моря и Сахалина, Дальнего Востока до Европейской части), Белоруссии, Украины (Симферополь), Япония, США (1станция).
2.3 Decca (Декка)
Гиперболическая радионавигационная система, работавшая в СДВ диапазоне, впервые была развернута во время Второй мировой войны.

Как и в случае с "ЛОРАН-С", ее основным назначением стала навигация в прибрежных водах. Рыболовецкие суда стали основными потребителями системы в послевоенное время, однако, она использовалась и на самолетах, включая самые первые разработки дисплеев с перемещающейся картой местности (1949). Система была развернута в Северном море и использовалась вертолетами, работающими на нефтяных платформах.

Весной 2000 г. систему выключили.
2.4 РСДН-20 ("Альфа")
Фазовая радионавигационная система "Альфа" (также известная как РСДН-20) — российская система дальней радионавигации. Она работает по тем же принципам, что и выведенная из эксплуатации Omega Navigation System в диапазоне очень низких частот. Система Альфа состоит из 3 передатчиков, которые расположены в районе Новосибирска, Краснодара, Комсомольска-на-Амуре. Эти передатчики излучают последовательности сигналов длительностью 3,6 с на частотах 11,905 кГц, 12,649 кГц и 14,881кГц (Рис. 2.6).

Приёмник измеряет разность фаз сигналов от навигационных передатчиков и строит семейство гипербол. Фаза волны зависит от высоты отражающих слоев ионосферы, а поэтому сезонные и суточные вариации могут быть скомпенсированы.


Рис. 2.6 Временные диаграммы сигналов РСДН –20
Точность определения местоположения—не хуже 2 морских миль, однако на высоких широтах и в полярных районах, где могут возникать внезапные фазовые аномалии, точность снижается до 7 морских миль.
3 Факторы, влияющие на точность измерения навигационного параметра
Точность системы "ЛОРАН-С" зависит в основном от степени влияния пространственного сигнала и постоянства скорости радиоволн.

Влияние пространственного сигнала. В общем случае сигнал представляет собой сумму земной волны и сигналов, отраженных один или несколько раз от ионосферы. На расстояниях свыше 2000 км ионосферная волна преобладает и точность будет зависеть от состояния ионосферы. Испытания показали, что в отдельных случаях могут возникнуть ошибки в несколько километров.

Исключение влияния пространственных волн на точность измерения навигационного параметра основано на том, что поверхностные волны приходят кратчайшим путем и принимаются всегда первыми по отношению к пространственным волнам. Однако, за счет многократного отражения от ионосферы и земли, пространственный сигнал может попасть на передний фронт следующего поверхностного импульса. Для устранения этого влияния, периоды повторения Тм делятся на нечетный и четный периоды. Кодовое фазирование импульсов нечетных периодов опорных станций (ведущих и ведомых) отличается от фазирования четных.

Скорость распространения поверхностной волны зависит главным образом от проводимости земной поверхности по трассе прохождения радиоволны. Изменения скорости распространения на частоте 100 кГц имеют регулярный харатер и компенсируются в бортовом оборудовании с помощью заранее рассчитанных и введенных в память вычислителя поправок, значения которых зависят от местоположения самолета и ОС. Однако прогнозирование осуществляется не совсемь точно и на практике проявляются остаточные погрешности. Наибольшее смещение линий положения из-за аномалий распространения может составлять 10-15 км.

Геометрический фактор характеризует ухудшение точности местоопределения при неблагоприятном взаимном расположении опорных станций и самолета. Линии положения в разностно-дальномерной системе по мере удаления от базовой линии, соединяющей опорные станции, расходятся. Соответственно, погрешность определения навигационного параметра увеличивается по мере удаления от базовой линии.
Контрольные вопросы

1. Какой интервал времени составляет в среднем 1 цикл работы цепочки станций РСДН "ЛОРАН-С"?

2. По каким параметрам излучаемого сигнала можно отличить:

а) одну цепочку опорных станций от другой;

б) ведомые станции одной цепочки друг от друга;

в) ведущую станцию от ведомых?

3. В чем заключается фазовое кодирование импульсов ведущей станции и с какой целью оно производится?

4. Какова возможная точность измерения ЛП при импульсном способе?

5. Что называется фазовой дорожкой, от чего зависит ее ширина?

6. Какова погрешность определения местоположения в РСДН "ЛОРАН-С"?

7. Можно ли РСДН-20 ("Альфа") отнести к импульсно-фазовым системам? Ответ обосновать.

8. Определите ширину фазовой дорожки для РСДН-20 ("Альфа").

9. Перечислите факторы, влияющие на точность измерения навигационного параметра?
4 Приемоиндикатор РСДН
Приемоиндикатор, структурная схема которого приведена на рис. 4.1, состоит из трех блоков: антенного, приемовычислителя и пульта управления и индикации (ПУИ).



Рис.4.1 Обобщенная структурная схема приемоиндикатора РСДН "ЛОРАН-С"
Как правило, антенна (АНТ) состоит из двух взаимно–перпендикулярных рамочных антенн и ненаправленной антенны. Ненаправленная антенна работает в режиме поиска сигналов опорных станций, а в режиме измерения блок управления антенной (БУА) подключает рамочную антенну, диаграмма направленности которой, обеспечивает максимальный прием с направлений найденных опорных станций. Управление БУА производится сигналом с блока обработки данных (БОД). Антенный усилитель (АУс) служит для предварительного усиления принимаемого сигнала и согласования антенны с приемным трактом.

Приемное устройство представляет собой приемник прямого усиления. Фильтрация полезного сигнала на фоне шумов осуществляется с помощью ряда фильтров. Стабилизация уровня сигнала на выходе приемника производится системой АРУ.

Импульсы ведущих станций отличаются от импульсов ведомых станций кодировкой фазы, что позволяет разделить их по двум каналам обработки. Выбор или селекция импульсов ведущей станции производится по периоду следования Тм или коду цепочки, выставляемого на пульте управления и индикации (ПУИ), а ведомых станций-по выделенному импульсу ведущей станции и временам задержки tw, tx, ty с блока обработки данных (БОД).

Представим пачки импульсов от опорных станций в виде одиночных видеоимпульсов. На рис. 4.2 показана примерная последовательность импульсов от ведущих станций, принадлежащих трем цепочкам, которые отличаются друг от друга периодом следования пачек импульсов Тм (от 10 Гц до 16,66 Гц).

Рис.4.2 Примерная последовательность импульсов от трех ведущих станций

Предположим, что на ПУИ установили код цепочки соответствующей Тм1. Тогда последовательность импульсов ведущей станции будет выглядеть следующим образом (рис. 4.3).



Рис. 4.3 Последовательность импульсов ведущей станции после селекции

В блоке обработки данных (БОД), на основании имеющейся в нем информации о временных интервалах tw, tx, ty, tz между импульсами ведущей M и ведомых станций W, X, Y, Z (рис. 2.2) выбираются поочередно сигналы ведущей и одной из ведомых станций и измеряется разность времен прихода сигналов.

Предположим, что приемоиндикатор работает с сигналами ведущей станции М и ведомой станции W. Рассмотрим измеряемые временные интервалы в бортовом оборудовании РСДН для этого случая.

На рис. 4.4 показаны две опорные станции: ведущая ОС М и ведомая ОС W, а также в едином масштабе три временные диаграммы сигналов (для упрощения в виде видеоимпульсов), действующих в приемоиндикаторе для самолетов, расположенных в точке С (рис. 4.4, а) и в точке D (рис. 4.4, б), а также излучаемых опорными станциями (рис. 4.4, в).



Рис. 4.4 Измеряемые временные интервалы в бортовом оборудовании РСДН:

а) импульсы М и W в приемоиндикаторе самолета С;

б) импульсы М и W в приемоиндикаторе самолета D;

в) импульсы М и W опорных станций.

В БОДе измеряется разность между временными интервалами прихода сигналов. Для самолета С, линия положения которого соответствует перпендикуляру к середине базы станций, данная разность равна нулю. Для самолета D данная разность уже больше нуля и с удалением самолета относительно линии положения самолета С значение ?t соответственно увеличивается. Результаты измерения записываются в запоминающее устройство БОД. Аналогично предыдущему, измеряются временные интервалы при работе по другим ведомым станциям.

На основании измеренных данных и информации о координатах опорных станций вычисляется местоположение самолета, а по данным о курсе и воздушной скорости от ТКС и СВС выполняются другие вычислительные процедуры.

Для точного измерения используется фазовый метод, который заключается в измерении разности фаз между колебаниями несущей частоты импульсов ведущей и ведомых станций. С этой целью, в каналах выделения и обработки импульсов, в моменты перехода колебаний несущей частоты через ноль, формируются импульсы "нулевой фазы". Соответственно, в БОДе по этим импульсам производится точное измерение временных интервалов.

Блок управления и индикации предназначен для ввода номера цепочки опорных станций, начальных координат самолета, данных о промежуточных пунктах маршрута и другой навигационной информации и индикации географических координат (долгота и широта) самолета, путевой скорости, линейного бокового уклонения относительно ЛЗП, времени и даты, условий работы аппаратуры, а также других данных в зависимости от типа бортового оборудования.

Контрольные вопросы

1. Что входит в состав приемоиндикатора РСДН?

2. Как в приемоиндикаторе выбирается требуемая цепочка станций?

3. Какой информационный параметр измеряется в БОДе?
5 Бортовая аппаратура РСДН изделие А-723

5.1 Назначение, решаемые задачи
Изделие А-723 является приемным устройством сигналов от наземных опорных станций систем "ЛОРАН-С", "Чайка", РСДН-20 ("Альфа"), многочастотных РСДН и предназначено для определения местоположения самолета и рассчета навигационных параметров полета.

Примечание. Многочастотные РСДН типа "Марс-75", расположенные на территории России в настоящее время не применяются.

Изделие обеспечивает:

- определение и выдачу координат текущего местоположения самолета на табло пульта управления и индикации (ПУИ) и в ЦВМ навигационных комплексов;

- индикацию на табло ПУИ путевой скорости, заданного путевого угла, текущего времени и даты;

- вычисление и индикацию на табло ПУИ линейного бокового уклонения относительно ЛЗП (координаты промежуточных пунктов маршрута (ППМ) вводятся оператором);

- вычисление и индикацию на табло ПУИ расчетного времени (оставшегося и прибытия в очередной ППМ);

- вычисления и индикацию на табло ПУИ расстояния и дальности до очередного ППМ;

-автоматизированную проверку работоспособности изделия и др.
5.2 Основные тактико-технические данные (ТТД)
1. Среднее время получения первого отсчета координат местоположения, не более:

для "ЛОРАН-С", "Чайка" - 7 мин;

для РСДН-20 - 5 мин.

2. Среднеквадратическая погрешность определения геодезических координат, не более:

для "ЛОРАН-С", "Чайка" - 23 м;

для РСДН-20 - 300 м.

3. Время готовности изделия к работе, не более - 15 мин.

4. Количество программируемых пунктов маршрута, включая собственное местоположение - 9.

5. Потребляемая мощность составляет:

- по сети постоянного тока напряжением U=27 В,

не более -150 Вт;

- по сети переменного тока напряжением U=115 В, частотой F=400 Гц,

не более – 50 ВА;

- по сети переменного тока напряжением U=36 В, частотой F=400 Гц,

не более – 4 ВА.
5.3 Состав оборудования и общий принцип работы
В состав оборудования входит:

1. Блок рамочных антенн (БА).

2. Блок обработки данных (БОД).

3. Датчик для работы по сигналам "ЛОРАН-С" и "Чайка".

4. Датчик для работы по сигналам РСДН-20.

5. Датчик по сигналам многочастотных РСДН.

6. Пульт управления и индикации.

7. Устройство ввода аналоговых данных по курсу и скорости.

8. Блок защиты питания.

БА предназначен для приема сигналов опорных станций рамочными и ненаправленной антеннами и их усиления. С выхода БА сигналы поступают на вход одного из подключенных датчиков.

Датчики осуществляют измерение временных интервалов между соответствующими сигналами, а также измерение фазовых соотношений.

БОД по измеренным в датчиках разности времен прихода сигналов от станций или по фазовым отсчетам осуществляет первичную обработку в соответствии с программой, хранящейся в его запоминающем устройстве.

Программа предусматривает выполнение следующих задач:

- оценку уровня принимаемого сигнала от опорных станций и коммутацию рамочных антенн, диаграмма направленности которой, обеспечивает максимальный прием с направлений найденных опорных станций;

- подключение и управление режимами (поиск, слежение) работы датчиков;

- вычисление и ввод поправок на распространение радиоволн;

- устранение многозначности временных и фазовых отсчетов ;

- вычисление географических координат самолета;

- прием управляющих команд от ПУИ или от ЦВМ навигационных комплексов (НК);

- вычисление навигационных параметров относительно запрограммированных поворотных (промежуточных) пунктов маршрута и др.

Для решения перечисленных задач в БОД, через устройство ввода аналоговых данных, вводятся от бортового оборудования текущие данные о воздушной или путевой скорости самолета, курс (истинный или гиромагнитный).

Ввод начальных данных и управление изделием производится с ПУИ или от БЦВМ НК (при отсутствии ПУИ). С помощью ПУИ вводятся начальные данные ОС, координаты ППМ, текущее время. На табло индицируется навигационная информация:

- географические координаты самолета;

- путевая скорость;

- линейное боковое уклонение относительно ЛЗП;

- расчетное время (оставшееся и прибытия в очередной ППМ);

- расстояние и дальность до очередного ППМ;

- заданный путевой угол;

- текущее время и дата.

Для технологических целей выводится и другая информация.

Основной режим измерения – разностно-дальномерный. Вместе с тем, в изделии предусмотрен дальномерный режим определения местоположения самолета. В этом случае вместо внутреннего генератора опорных колебаний "Гиацинт" (f = 5 МГц) применяется бортовой эталон времени и частоты, обладающий большей стабильностью частоты. Дальномерный режим применяется при вводе точных координат самолета (при условии, что самолет неподвижен) или после получения координат самолета при работе изделия в разностно-дальномерном режиме.

Изделие имеет систему встроенного контроля (СВК) работоспособности.

СВК предназначена для автоматизированной проверки работоспособности изделия, формирования сигналов отказа изделия и его составных частей, а также предупреждения оператора об отсутствии ввода необходимых данных и др. сообщений предупредительного характера. СВК обеспечивает аппаратурную и программную проверку работоспособности изделия.

Аппаратурная проверка осуществляется при установке переключателя режимов работы на ПУИ в положение "Контроль".

Проверка изделия в режиме "Контроль" проводится поэтапно.

1. Этап прогрева опорного генератора. Переключатель режимов на ПУИ должен быть в положении "МС". По индикации на табло ПУИ проверяется исправность органов индикации.

2. После прогрева опорного генератора, переключатель режимов установить в положение "Контроль". При этом также проверяются органы индикации, но уже в результате тестовой проверки устройств БОД и проверки др. связей.

3. Автоматическая последовательная проверка работоспособности датчиков. При этом на дополнительном табло в левом разряде высвечивается номер проверяемого датчика, в правом - номер ступени контроля. Проверка осуществляется путем подачи от имитатора сигналов на вход датчиков тест -сигналов в соответствии с типом РСДН.

Примечание. При контроле на стоянке самолета на табло ПУИ может индицироваться "ОТКАЗ" прерывисто. Это означает либо неисправность БА, либо воздействие повышенного уровня помех. В этом случае, для исключения режима "Контроль" нажать кнопку "2". Если кнопка "2" будет нажата после того, как начнет светиться индикатор "ОТКАЗ", режим "Контроль" начнет выполняться с начала, т.е. с проверки органов индикации.

Программная проверка работоспособности осуществляется автоматически и непрерывно с момента включения изделия. При этом проверяются все составные части изделия на работоспособность.
5.4 Назначение органов управления и индикации
Органы управления и индикации расположены на лицевой панели пульта управления и индикации (ПУИ) (рис. 5.1).



Рис.5.1 Лицевая панель пульта управления и индикации (ПУИ)

Лицевая панель ПУИ состоит из индикационного поля (основное и дополнительное табло), трех переключателей (ЯРК, АВТ-РУЧ и переключателя режимов) и наборного поля, состоящего из 14 кнопок.

На индикационном поле высвечивается информация, получаемая от блока обработки данных (БОД). На основном табло расположено 11 индикаторов, 7 точек и 11 транспарантов (СЕВ, ЮГ, ТОЧН, ЗАП, ВОСТ, ОТКАЗ, СТОП, СЧИСЛ, СИНХР, ЗОНА). На дополнительном табло расположено два индикатора и две лампы состояния (ОТ, НА).

Переключатель ЯРК предназначен для дискретного изменения яркости свечения индикационного поля и обеспечивает десять градаций яркости.

Переключатель режимов служит для включения изделия, выбора вводимого или индикации ранее введенной в вычислитель параметра, а также проверки работоспособности изделия по встроенному контролю:

Т/ДАТ - текущее время / дата;

МС - текущая геодезическая широта и долгота;

ППМ - геодезическая широта и долгота промежуточного пункта маршрута (ППМ);

?ПУ/ЛБУ - поправка в путевой угол / линейное боковое уклонение от линии заданного пути (ЛЗП);

t/S - расчетное время, оставшееся до прилета в очередной ППМ /оставшееся расстояние до очередного ППМ по ЛЗП или от пройденного ППМ;

ЗПУ - заданный путевой угол;

W/Тп - путевая скорость / расчетное время прилета в очередной ППМ;

Д/А - расстояние от объекта до очередного ППМ / азимут очередного ППМ;

РНС - для ввода параметров РНС;

КОНТР - для проверки работоспособности изделия по встроенному контролю.

Примечание. Для перевода переключателя из положения КОНТР или ОТКЛ в другие положения, ручку переключателя необходимо оттянуть.

Переключатель АВТ-РУЧ предназначен для выбора автоматического или ручного режима при отслеживании промежуточных пунктов маршрута (ППМ).

С помощью наборного поля производится ввод информации с ПУИ на БОД. В режиме ввода информации оператором осуществляется визуальный контроль информации, так как она передается в БОД и программно возвращается на индикационное поле ПУИ.
5.5 Эксплуатация изделия А-723
А. Порядок включения и проверки работоспособности

- Убедиться, что включены АЗСы постоянного и переменного тока.

- Для включения изделия оттянуть ручку переключателя режимов и поворотом ее по часовой стрелке установить в положение "МС" и дать прогреться опорному генератору в течение 2-3 мин при нормальной температуре и 7-10 мин - при пониженной.

- После прогрева опрного генератора переключатель режимов установить в положение "Контроль". При этом на основном табло в течение 6-7 с высвечиваются цифры "8" и семь точек между ними, горят табло "ОТКАЗ", "СЧИСЛ", "СИНХР", "СТОП", "ЗОНА", клавиша "ВВОД", а на дополнительном табло высвечиваются две цифры "8". Надписи "ОТ" и "НА"- погашены.

В левой части основного табло высвечиваются надписи "СЕВ" и "ЗАП" в течение первых 3 с, затем надписи "ЮГ", "ВОСТ" в течение 2 с и в следующие 2 с надписи "ТОЧН" и "-".

- Убедиться, что по истечении 6-7с табло "ОТКАЗ" не горит, гаснут все надписи, кроме "ЗОНА" и на основном табло индицируются все нули.

- Проконтролировать этапы автоматической проверки работоспособности датчиков изделия. На дополнительном табло в левом разряде и в правом разрядах должны последовательно высвечиваться:

левый разряд правый разряд

"2" "1", "2", "3"

"4" "1", "2", "3"

"6" "1", "2", "3".

После окончания этапов контроля датчиков, на основном табло в крайних разрядах должны высветиться три буквы "Н" ("Норма"), а в остальных разрядах-"0".

Для выключения изделия переключатель режимов работы перевести в положение "ОТКЛ", при этом необходимо его оттянуть на себя и повернуть против часовой стрелки.
Б. Ввод исходных данных

При вводе данных необходимо учитывать следующие особенности:

а) нажатие первой цифровой кнопки вызывает индикацию соответствующей цифры в младшем разряде основного табло, последующее нажатие кнопки перемещает эту цифру в старший разряд и т.д. При этом подсвечивается кнопка "ВВОД". Окончание операций по вводу выполняется нажатием кнопки "ВВОД", после чего подсвет кнопки прекращается.

б) стирание неправильно набранных цифр до нажатия кнопки "ВВОД" производится кнопкой "СБРС".

в) При некорректном вводе информации надпись на кнопке "ВВОД" мигает. В этом случае необходимо нажать кнопку "СБРС" и повторить операцию ввода числа в целом.

г) в аппаратуре предусмотрено два режима выбора радионавигационных систем (РНС) - автоматический и ручной. Для автоматического выбора, в изделии должен быть набран минимальный объем данных: координаты самолета (широта и долгота), время и дата.

Для перехода на ручной режим переключатель режимов установить в положение "РНС", набрать код "46" и нажать кнопку "ВВОД".

д) Для ввода параметров станций РНС переключатель режимов установить в положение "РНС", набрать "01", ввести признак РНС (для "ЛОРАН - С"-"3", РСДН - 20 –"2"), нажать "ВВОД", ввести код цепочки станций, нажать "ВВОД".

е) для ввода или вызова параметров на экран ПУИ с повышенной точностью нажимать кнопку "ТОЧН".

ж) для ввода азимутальной поправки (??) набрать код информации "51", знак поправки (+ или -) , числовые значения поправок, нажать "ВВОД".
В. Эксплуатация в полете

а) перед полетом изделие должно быть включено, введены признак и параметры РНС, используемой на первом участке маршрута, введены исходные данные;

б) рекомендуется работа в режиме "АВТ". При этом отслеживание последовательности прохождения введенных ППМ производится автоматически. На дополнительном табло за 2 мин до подхода к очередному ППМ начинают мигать номера ППМ, а за 1мин до пролета производится смена их номеров;

в) для проверки точности определения координат переключатель режимов установить в положение "РНС" и нажать кнопки "4", "6". При этом в нижнем ряду основного табло индицируется точность определения координат в метрах;

г) для ввода и контроля допустимого отклонения от ЛЗП переключатель режимов установить в положение "РНС", нажать кнопки "2", "5", набрать значение ЛБУдоп.в км, нажать "ВВОД". При превышении отклонения самолетом ЛБУдоп. загорается табло "ЗОНА";

д) для индикации (или ввода) расчетных значений W – путевой скорости и УС - угла сноса переключатель режимов установить в положение "РНС", нажать кнопки "5", "2". При этом индикация W будет в верхнем ряду, а УС –в нижнем ряду основного табло;

е) для изменения маршрута следования переключатель режимов установить в любое положение (кроме "ППМ", "РНС", "КОНТР"), нажать кнопку "ИЗМ"/МРШ, затем нажать кнопку «ВВОД»;

ж) для изменения порядка пролета введенных ППМ нажать две кнопки, соответствующие номерам ППМ от которого и на который следует самолет. Нажать "ВВОД".

з) для изменения маршрута следования от текущего местоположения самолета на любой из числа введенных ППМ нажать кнопку "0" и кнопку, соответствующую номеру выбранного ППМ. Нажать "ВВОД".

Примечание. 1. Выявление отказавшего блока или устройства изделия производится при установке переключателя режимов в положение "КОНТР". При этом необходимо иметь в виду, что ранее введенные данные (координаты, время, дата) не сохраняются.

2. При включенной аппаратуре производится непрерывный автоматический контроль ее работоспособности. При возникновении отказа высвечивается на ПУИ табло "ОТКАЗ".

3. При отсутствии приема сигналов от станций РНС, изделие А-723 может рассчитывать навигационные параметры, используя данные о воздушной скорости и курсе полета, поступающие от системы воздушных сигналов СВС и точной курсовой системы ТКС.
Г. Возможные неисправности изделия

Возможные неисправности изделия

Таблица 5.1

№ п/п

Проявление неисправности

Действие экипажа

1.

Не высвечивается информация в разрядах основного и дополнительного табло.

Выключить изделие на 5-10 мин для охлаждения, а затем вновь включить. Если не появится подсвет всех табло на ПУИ, то изделие выключить.

2.

Горит табло «ОТКАЗ» на ПУИ

Переключатель режимов установить в положение «РНС» и ввести код «97». Если в верхнем ряду основного табло «1», во 2-м ряду слева появится цифра "1", ввести значения истинного курса и воздушной скорости.

При появлении на основном табло другой информации выключить табло.


Контрольные вопросы

1. Индикация какой информации возможна на основном табло ПУИ?

2. Перечислите состав аппаратуры изделия А-723.

3. В чем заключается третий этап проверки работоспособности изделия при аппаратурной проверке?

4. Порядок включения и проверки работоспособности изделия?


Библиографическое описание
1. А.А. Сосновский, И.А. Хаймович. Радиоэлектронное оборудование летательных аппаратов. Справочник. - М.: Транспорт,1987. - 254 с.

2. Изделие А-723. Руководство по технической эксплуатации. - 47 с.

3. Ил-76Т (ТД). Руководство по летной эксплуатации. Издание второе. М.:1984. - 439 с.

Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации