Организационно-методические указания по особенностям проведения занятия

Тема №7. Методы и системы определения местоположения ЛА

Занятие №2. Способы определения местоположения ЛА.

Учебные вопросы

1. Способы определения местоположения ЛА:

- способ линий (поверхностей) положения (20 мин);

- способ счисления пути (10 мин);

- обзорно-сравнительный способ (10 мин).

2. Авиационные радионавигационные устройства и системы:

- обобщенная структурная схема РНС (20 мин);

- авиационные РНУ и РНС как составные части комплексных систем навигации (10 мин);

- авиационные РНУ и РНС как составные части пилотажно- и прицельно навигационных комплексов (14 мин).

Организационно-методические указания по особенностям проведения занятия

 

 

1. Способы определения местоположения ЛА

Для определения местоположения ЛА в навигации применяются следующие способы:

способ линий (поверхностей) положения (ЛП) с использованием радиотехнических, астрономических и др. систем;

способ счисления пути (доплеровское, инерциальное, воздушное счисление пути и их комбинации);

обзорно-сравнительный способ (визуальная ориентировка, сравнение телевизионных, радиолокационных и других изображений местности с соответствующими картами; корреляционно-экстремальная навигация по физическим полям Земли).

 

Способ линий (поверхностей) положения

 

Способ линий (поверхностей) положения основан на определении МП ЛА, как точки перечисления 2-х и более линий (3-х и более поверхностей) положения, соответствующих определенным постоянным параметрам. Если наклонная дальность до ЛА в 10 и более раз превышает его высоту, то задачу определения МП ЛА (точки М на рис.1) решают на плоскости. В зависимости от используемых ЛП и соответствующих им радионавигационных систем, способ линий положения подразделяется на 4 основных вида, которые поясняются с помощью рис.1-4.

 

Рис.1. Дальномерный способ определения координаты ЛА

 

 

Рис.2. Угломерный способ определения координаты ЛА

 

 

Рис.3. Разностно-дальномерный способ определения координаты ЛА

 

 

Рис.4. Угломерно-дальномерный способ определения координаты ЛА

 

Все эти виды определения МП ЛА способом линий положения требуют нескольких неподвижных (или закономерно перемещающихся) РНТ, которые должны быть разнесены на расстояния, соизмеримые с расстоянием от каждой из них до ЛА. Это необходимо для исключения больших погрешностей оценки МП ЛА.

Достоинством способа линий положения является определение МП ЛА без учета и знания пройденного пути. Недостаток – дискретная фиксация МП ЛА. Если засечка происходит с большим интервалом времени, то этот способ комбинируют со способом счисления пути или обзорно-сравнительным методом.

Способ счисления пути

 

Счислением пути называется способ определения координат МП ЛА, основанный на вычислении пройденного пути относительно известного начального положения (х₀, z₀) ЛА. Для счисления пути необходимо располагать данными о направлении (курсе) движения ЛА и его ускорении a(t) или скорости V(t) движения относительно Земли.

Текущие координаты МП ЛА определяются следующим образом:

;

где:

 

Этот способ определения МП ЛА применяется в авиации с тех пор, как на борту ЛА появились измерители курса и скорости полета. В настоящее время точность способа во многом определяется точностью гиромагнитного компаса, которая характеризуется величиной среднеквадратичной погрешности 1...1,5 градуса.

Достоинства способа: непрерывное определение места ЛА; автономность системы; автоматическое счисление пути. Недостаток - накопление погрешностей определения МП ЛА во времени.

 

Обзорно-сравнительный способ

 

Обзорно-сравнительный способ (метод) основан на определении структуры какого-либо физического поля, характерного для данной местности, и сравнении параметров этого поля с параметрами, введенными в запоминающее устройство навигационных систем или навигационными картами. В простейшем случае обзорно-сравнительный метод определения МП ЛА реализуется путем сравнения изображения местности на карте или навигационном экране с фактическим видом земной поверхности, наблюдаемым экипажем визуально или с помощью технических средств. Визуальная ориентировка является одним из наиболее старых методов определения МП ЛА. Среднеквадратическая погрешность определения МП ЛА при этом составляет 1...3 км при удалении ориентиров на 5...15 км и 0,1...0,3 км при проходе над ориентиром. Здесь под навигационными ориентирами понимают естественные или искусственные, хорошо выделяющиеся на фоне местности объекты (заводская труба, река, дорога, населенный пункт и т.д.) с точно известными координатами или положением. На современных ЛА обзорно-сравнительный метод реализуется в корреляционно-экстремальных навигационных системах, использующих информацию, например, о поле высот рельефа или о радиолокационном изображении местности. В этих системах максимум (экстремум) корреляционной функции измеренных и запоминающих параметров достигается при точном соответствии траектории полета заданной.

Учитывая успехи в развитии корреляционно-экстремальных систем и использование в них РЛС с синтезированием апертуры антенны, можно отметить, что обзорно-сравнительный метод является перспективным в силу автономности, отсутствия накапливающихся погрешностей, высокой точности корреляционно-экстремальных систем, слабого влияния помех в ряде случаев и др. Однако сложность метода требующего априорной информации о характеристиках местности, и большого объема памяти, а также трудности расчета корреляционной функции в корреляционно-экстремальных системах пока ограничивают его широкое применение.

Кроме того, к недостаткам обзорно-сравнительного метода относятся;

невозможность в ряде случаев определения МП ЛА в плохих метеоусловиях и безориентирной местности (моря, пустыни и т.п.);

демаскировка ЛА в случае применения РЛС и других визирных средств с излучением.

На практике чаще всего используются комбинации рассмотренных способов при определении МП ЛА.