ในกรณีทั่วไปตำแหน่งทันทีของวัตถุในอวกาศจะถูกกำหนดโดยสามพิกัดในระบบพิกัดเฉพาะ อนุพันธ์ของพิกัดซึ่งขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของวิถีการเคลื่อนที่ของวัตถุก็จำเป็นที่จะต้องอธิบายลักษณะการเคลื่อนที่ของวัตถุด้วย ในทางปฏิบัติมักใช้อนุพันธ์ของลำดับที่สูงกว่าลำดับที่สองเช่นความเร็วและความเร่งของวัตถุ ในกรณีนี้พวกเขามักจะหมายถึงพิกัดและอนุพันธ์ของพวกเขาสำหรับจุดศูนย์ถ่วงของวัตถุ บ่อยครั้งที่มีการวัดค่าพิกัดเท่านั้นและอนุพันธ์ของมันได้มาจากการหาอนุพันธ์ นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะประเมินองค์ประกอบของความเร็วสัมพัทธ์ของวัตถุที่ตั้งฉากกับด้านหน้าของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มาถึงเสาอากาศโดยการวัดการเลื่อนความถี่ของดอปเลอร์ โดยการรวมความเร็วของวัตถุเราสามารถรับพิกัดที่สอดคล้องกันและโดยการแยกความแตกต่างการเร่งความเร็ว
ด้วยเรดาร์ที่แอคทีฟโดยคำนึงถึงการกระจายสัญญาณแบบสองทาง (จากเรดาร์ไปยังเป้าหมายและในทางกลับกัน) ความถี่ของสัญญาณที่สะท้อนเนื่องจากเอฟเฟกต์ Doppler นั้นแตกต่างจากความถี่ของสัญญาณที่แผ่รังสีโดยค่าของสัดส่วน
หากทราบความยาวคลื่นของสัญญาณที่ปล่อยออกมาและค่าของการชดเชยความถี่ Doppler ถูกวัด ควรสังเกตว่าสูตร (7.2) มีความถูกต้องเฉพาะกับค่าความเร็วที่ต่ำกว่าความเร็วการแพร่กระจายของคลื่นวิทยุมากเมื่อสามารถละเว้นผลกระทบเชิงสัมพัทธภาพได้
เมื่อกำหนดพิกัดเรดาร์พื้นฐานคือคุณสมบัติของคลื่นวิทยุเพื่อเผยแพร่ในสื่อที่เป็นเนื้อเดียวกันและด้วยความเร็วคงที่ ความเร็วการแพร่กระจายของคลื่นวิทยุขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้าของสื่อและอยู่ในพื้นที่ว่าง (สุญญากาศ) ในกรณีนี้ไม่ทำให้เกิดข้อผิดพลาดที่สำคัญมักจะใช้ค่าประมาณความเร็ว ความคงตัวของความเร็วและความตรงของการแพร่กระจายของคลื่นวิทยุทำให้เราสามารถคำนวณช่วง D จากเรดาร์ไปยังวัตถุโดยการวัดเวลาที่ใช้ในการส่งสัญญาณจากเรดาร์ไปยังวัตถุและด้านหลัง:
คุณสมบัติความตรงของการแพร่กระจายคลื่นวิทยุเป็นพื้นฐานของวิธีวิศวกรรมคลื่นวิทยุสำหรับการวัดพิกัดเชิงมุมในทิศทางของการมาถึงของสัญญาณจากวัตถุ ในกรณีนี้จะใช้คุณสมบัติทิศทางของเสาอากาศ
วิธีการทางวิศวกรรมวิทยุทำให้สามารถค้นหาความแตกต่างระหว่างระยะทางจากวัตถุกับเครื่องส่งสัญญาณที่แยกกันสองเครื่องโดยตรงได้โดยการวัดความแตกต่างในเวลาที่รับสัญญาณวิทยุไปยังวัตถุที่กำหนดตำแหน่ง
ในการนำทางวิทยุเมื่อค้นหาตำแหน่งของวัตถุจะมีการแนะนำแนวคิดของพารามิเตอร์การนำทางด้วยคลื่นวิทยุพื้นผิวและเส้นตำแหน่ง
พารามิเตอร์ radionavigation (RNP) เป็นปริมาณทางกายภาพที่วัดโดยตรงโดย RNS (ระยะทางความแตกต่างหรือผลรวมของระยะทางมุม)
พื้นผิวของตำแหน่งคือตำแหน่งทางเรขาคณิตของจุดในอวกาศที่มีค่า RNP เดียวกัน
เส้นตำแหน่งคือเส้นตัดของพื้นผิวสองตำแหน่ง ตำแหน่งของวัตถุถูกกำหนดโดยจุดตัดของพื้นผิวตำแหน่งทั้งสามหรือพื้นผิวและเส้นตำแหน่ง
ตามประเภทของพิกัดที่วัดได้โดยตรงมีสามวิธีหลักในการกำหนดตำแหน่งของวัตถุ: goniometric, rangefinder และ rangefinder ที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ยังมีการใช้วิธีการรวมกันที่หลากหลายของ goniometric
วิธีการ Goniometer. วิธีนี้เป็นวิธีที่เก่าแก่ที่สุดเนื่องจากความเป็นไปได้ในการกำหนดทิศทางการมาถึงของคลื่นวิทยุก่อตั้งโดย A.S. Popov ในปี 1897 เมื่อทำการทดลองเกี่ยวกับการสื่อสารทางวิทยุในทะเลบอลติก
ในกรณีนี้คุณสมบัติทิศทางของเสาอากาศจะถูกใช้เมื่อส่งหรือรับสัญญาณวิทยุ มีสองตัวเลือกสำหรับการสร้างระบบ goniometric: การค้นหาทิศทางและสัญญาณวิทยุ ในระบบค้นหาทิศทางเสาอากาศทิศทางคือตัวรับสัญญาณ (ตัวค้นหาทิศทางวิทยุ) และตัวส่งสัญญาณ (บีคอน) มีเสาอากาศรอบทิศทาง หากเครื่องมือค้นหาทิศทาง (RP) และสัญญาณ (RM) อยู่ในระนาบเดียวกันเช่นบนพื้นผิวโลกทิศทางไปยังสัญญาณจะถูกกำหนดโดยการแบก (รูปที่ 7.1, a) หากนับจากจุดกำเนิดทางภูมิศาสตร์ (ทิศทางเหนือ - ใต้) ก็จะเรียกว่าการแบกจริงหรือราบ บ่อยครั้งที่ราบก็ถือว่าเป็นมุมในระนาบแนวนอนนับจากทิศทางใด ๆ ที่เป็นศูนย์ ทิศทางจะถูกกำหนดที่ตำแหน่งของผู้รับซึ่งสามารถเป็นได้ทั้งบนโลกและบนวัตถุ ในกรณีแรกการค้นหาทิศทางของวัตถุจะดำเนินการจากโลกและหากจำเป็นค่าที่วัดได้ของตลับลูกปืนจะถูกส่งไปยังวัตถุ (บอร์ด) ผ่านช่องทางการสื่อสาร เมื่อค้นหาทิศทางอยู่บนวัตถุลูกปืนบนสัญญาณจะถูกวัดโดยตรงบนบอร์ด
ในระบบสัญญาณ (รูปที่ 7.1, b) จะใช้สัญญาณที่มีเสาอากาศบอกทิศทางและตัวรับสัญญาณรอบทิศทาง ในกรณีนี้แบริ่งซึ่งกันและกันจะถูกวัดที่ตำแหน่งของผู้รับเทียบกับทิศทางกระสุนที่ผ่านจุดที่สัญญาณที่ตั้งอยู่ มักใช้สัญญาณที่มีก้นหมุน ในขณะที่แกน DND เกิดขึ้นพร้อมกับทิศทางศูนย์ (ตัวอย่างเช่นทิศเหนือ) เสาอากาศ PM ที่สองที่ไม่ใช่ทิศทางส่งเสียงสัญญาณศูนย์พิเศษ (ทิศเหนือ) ซึ่งได้รับจากเครื่องรับและเป็นจุดกำเนิดของมุม โดยการแก้ไขช่วงเวลาที่บังเอิญของแกนหมุน Beacon Bottom โดยมีทิศทางไปยังเครื่องรับ (ตัวอย่างเช่นโดยจำนวนสูงสุดของสัญญาณ) เราจะพบว่าตลับลูกปืนผกผันซึ่งมีการหมุนสม่ำเสมอของสัญญาณ Beacon นั้นจะแปรผันตามช่วงเวลาระหว่างการรับสัญญาณศูนย์
ในกรณีนี้ผู้รับจะง่ายขึ้นซึ่งเป็นสิ่งสำคัญเมื่อมันอยู่บนกระดาน พื้นผิวตำแหน่งของ Goniometric RNS เป็นระนาบแนวตั้งผ่านแนวแบริ่ง
เมื่อใช้กราวด์ RP และ RM เส้นตำแหน่งจะเป็นแบบออโธโธโดรมซึ่งเป็นส่วนโค้งของวงกลมขนาดใหญ่ที่ผ่านจุดที่ตั้งของ RP และ RM มันคือเส้นตัดของพื้นผิวตำแหน่งกับพื้นผิวโลก True bearing (IP) คือมุมระหว่างเส้นเมอริเดียนและมุมฉาก ที่ระยะทางเล็ก ๆ เมื่อเปรียบเทียบกับรัศมีของโลกออร์โธโดรมนั้นประมาณโดยส่วนของเส้นตรง เพื่อกำหนดตำแหน่งของ RP (รูปที่ 7.1, c) จำเป็นต้องใช้ RM ที่สอง เมื่อใช้แบริ่งสองตัวคุณจะพบตำแหน่งของ RP เป็นจุดตัดของสองตำแหน่งบรรทัด (สองออร์โธโดรมบนพื้นผิวโลก) หากระบบอยู่ในอวกาศต้องใช้สัญญาณดวงที่สามเพื่อกำหนดตำแหน่งของ RP แต่ละคู่ (RP - RM) อนุญาตให้คุณค้นหาเฉพาะตำแหน่งพื้นผิวซึ่งในกรณีนี้จะเป็นระนาบ เมื่อพิจารณาตำแหน่งของเครื่องรับจะถือว่ามีการรู้พิกัดของ PM
ในการเดินเรือทางทะเลและทางอากาศแนวคิดของหลักสูตรได้รับการแนะนำ - มุมระหว่างแกนตามยาวของเรือ (การฉายภาพของแกนตามยาวของเครื่องบินบนพื้นผิวโลก) และทิศทางของต้นกำเนิดของมุมซึ่งเป็นจุดศูนย์กลางทางแม่เหล็กหรือแม่เหล็ก ตามตัวเลือกนี้จริงหลักสูตรแม่เหล็กและ orthodromic มีความโดดเด่น สำหรับอากาศยาน (LA) ระดับความสูง (สัมบูรณ์ (วัดจากระดับทะเลบอลติก)) บารอมิเตอร์ (วัดโดยเครื่องวัดความสูงความกดดันความสัมพันธ์กับระดับศูนย์) และจริง (ระยะทางแนวตั้งที่สั้นที่สุดกับพื้นผิวด้านล่าง) ถูกใช้เป็นพิกัดที่สาม วัดโดยเครื่องวัดความสูงด้วยคลื่นวิทยุ) เมื่อใช้เครื่องวัดความสูงด้วยคลื่นวิทยุตำแหน่งของเครื่องบินจะถูกกำหนดโดยการรวมกันของวิธีการวัดและการวัดพิกัด
วิธีการหาระยะ วิธีนี้ขึ้นอยู่กับการวัดระยะทาง D ระหว่างจุดของการแผ่รังสีและการรับสัญญาณจากเวลาของการแพร่กระจายระหว่างจุดเหล่านี้
ในการนำทางด้วยคลื่นวิทยุ rangefinders ทำงานด้วยสัญญาณตอบกลับที่ใช้งานซึ่งปล่อยออกมาจากเสาอากาศของเครื่องส่งสัญญาณของทรานสปอนเดอร์ (รูปที่ 7.2, a) เมื่อได้รับสัญญาณร้องขอ หากเวลาการแพร่กระจายของสัญญาณร้องขอและการตอบสนองเหมือนกันและเวลาในการสร้างสัญญาณตอบกลับในช่องสัญญาณนั้นน้อยมากดังนั้นช่วงที่วัดได้จากผู้ถาม (ตัวค้นหาช่วงคลื่นวิทยุ) สัญญาณสะท้อนยังสามารถใช้เป็นการตอบสนองซึ่งจะทำเมื่อวัดช่วงเรดาร์หรือระดับความสูงโดยเครื่องวัดความสูงด้วยคลื่นวิทยุ
พื้นผิวตำแหน่งของระบบ rangefinder คือพื้นผิวของลูกรัศมี D เส้นของตำแหน่งบนระนาบคงที่หรือทรงกลม (ตัวอย่างเช่นบนพื้นผิวของโลก) เป็นวงกลมดังนั้นบางครั้งระบบเรนจ์ไฟเรเตอร์จะเรียกว่าเป็นวงกลม ยิ่งไปกว่านั้นตำแหน่งของวัตถุนั้นถูกกำหนดให้เป็นจุดตัดของสองบรรทัดตำแหน่ง เนื่องจากวงกลมตัดกันที่จุดสองจุด (รูปที่ 7.2, b) การนับจำนวนสองค่าเกิดขึ้นสำหรับการกำจัดของเครื่องมือการวางแนวเพิ่มเติมที่ใช้ความถูกต้องอาจต่ำ แต่เพียงพอสำหรับการเลือกจุดตัดหนึ่งในสองจุดที่เชื่อถือได้ เนื่องจากการวัดระยะเวลาหน่วงของสัญญาณสามารถทำได้ด้วยข้อผิดพลาดเล็ก ๆ rangefinding RNS ช่วยให้คุณค้นหาพิกัดที่มีความแม่นยำสูง วิธีการหาช่วงคลื่นวิทยุเริ่มนำมาใช้ในภายหลังช้ากว่าระบบ goniometric ตัวอย่างแรกของเครื่องค้นหาคลื่นวิทยุซึ่งพัฒนาขึ้นจากการวัดระยะหน่วงเวลาได้รับการพัฒนาในสหภาพโซเวียตภายใต้การนำของ L.I. Mandelstam, ND Papaleksi และ E. Ya. Shchegolev ในปี 1935-1937 วิธีการพัลส์ของช่วงการวัดถูกใช้ในเรดาร์พัลส์ที่พัฒนาขึ้นในปี 1936-1937 ภายใต้การนำของ Yu. B. Kobzarev
วิธีการที่แตกต่างกัน การใช้ตัวรับสัญญาณที่อยู่บนวัตถุกำหนดความแตกต่างของเวลาระหว่างการรับสัญญาณจากเครื่องส่งสัญญาณของสถานีอ้างอิงสองสถานี: สถานี A เรียกว่าโฮสต์เนื่องจากสัญญาณถูกใช้เพื่อซิงโครไนซ์การทำงานของสถานีทาส B การวัดความแตกต่างของระยะทางตามสัดส่วนการเลื่อนเวลาของสัญญาณจากสถานี A และ B ช่วยให้คุณค้นหาเฉพาะตำแหน่งพื้นผิวที่สอดคล้องกับความแตกต่างนี้ หากตัวรับสัญญาณและสถานี A และ B ตั้งอยู่บนพื้นผิวของโลกการวัดช่วยให้คุณได้รับบรรทัดตำแหน่งบนพื้นผิวโลกในรูปของไฮเปอร์โบลาค
สำหรับสองสถานีมันเป็นไปได้ที่จะสร้างครอบครัวของไฮเปอร์โบลาที่มีจุดโฟกัสที่ตำแหน่งของสถานี A และ B ระยะห่างระหว่างสถานีนั้นเรียกว่าฐาน สำหรับฐานที่กำหนดตระกูลไฮเปอร์โบนั้นถูกแม็พล่วงหน้าและแปลงเป็นดิจิทัล อย่างไรก็ตามสถานีหนึ่งคู่ช่วยให้คุณสามารถกำหนดเฉพาะบรรทัดตำแหน่งที่วัตถุนั้นอยู่ ในการหาที่ตั้งของมันจำเป็นต้องมีสถานีที่สองเป็นคู่ (รูปที่ 7.3) ฐานของที่ควรอยู่ในมุมหนึ่งถึงฐานของคู่แรก โดยทั่วไปแล้วสถานีหลัก A เป็นเรื่องปกติและประสานการทำงานของทั้งสถานีรองและ ตารางของเส้นตำแหน่งของระบบดังกล่าวเกิดขึ้นจากการตัดไฮเปอร์โบลาสองตระกูลทำให้คุณสามารถค้นหาตำแหน่งของตัวรับส่งสัญญาณ (PI) ที่อยู่บนวัตถุ
ความแม่นยำของระบบการวัดความแตกต่างสูงกว่าความแม่นยำของระบบการวัดมุมและเข้าใกล้ความแม่นยำของระบบการวัดช่วง แต่ข้อดีหลักคือไม่ จำกัด แบนด์วิดธ์เนื่องจากสถานีภาคพื้นดินสามารถให้บริการ UIs ได้ไม่ จำกัด จำนวนซึ่งอยู่ในช่วงของระบบเนื่องจากไม่จำเป็นต้องมีเครื่องส่งสัญญาณบนวัตถุที่ตรวจพบในขณะที่อยู่ในระบบเรนจ์ไฟน ควรสังเกตว่าเส้นกำกับไฮเปอร์โบลาเป็นเส้นตรงที่ผ่านจุดศูนย์กลางของฐานของแต่ละสถานีในระบบดังนั้นในระยะทางหลายครั้งยิ่งกว่าความยาวของฐานเส้นตำแหน่งจะเสื่อมเป็นเส้นตรงซึ่งเป็นผลมาจากระบบค้นหาช่วงแตกต่างกัน
ขึ้นอยู่กับประเภทของสัญญาณของสถานีภาคพื้นดินและวิธีการวัดการเปลี่ยนเวลาของสัญญาณที่ได้รับจาก PI, พัลส์, เฟสและพัลส์เฟสพัลส์เฟส RNS ที่แตกต่างกัน
หลักการของระบบวัดระยะแตกต่างพัลซิ่งถูกเสนอโดยวิศวกรโซเวียต E. M. Rubchinsky ในปี 1938 แต่ระบบดังกล่าวถูกใช้อย่างกว้างขวางในตอนท้ายของสงครามโลกครั้งที่สองเมื่อมีการพัฒนาวิธีการวัดที่แม่นยำของตำแหน่งชั่วคราวของพัลส์ ระบบการวัดช่วงดิฟเฟอเรนเชียลเฟสแรก (โพรบโพรบ) ถูกสร้างขึ้นใน USSR ในปี 1938 หลังจากนั้นหลักการนี้ถูกใช้ในเดคคาผู้ประสานงานและระบบอื่น ๆ
วิธีการรวม goniometer ที่หลากหลาย วิธีนี้ช่วยให้คุณค้นหาตำแหน่งของวัตถุจากจุดหนึ่ง วิธีการรวมมักจะใช้ในเรดาร์ที่วัดช่วงเอียง D, มุมราบและมุมเงย P (รูปที่ 7.4) มุมเงยคือมุมระหว่างทิศทางของวัตถุกับระนาบแนวนอน (ผิวโลก) มุมราบถูกนับจากทิศเหนือ - ใต้หรืออีกทิศทางหนึ่งที่ถ่ายในทิศทางแรก โดยการคำนวณพิกัดหลักอีกครั้งคุณสามารถค้นหาความสูงช่วงแนวนอนและเส้นโครงในทิศเหนือ - ใต้และทิศตะวันตก - ตะวันออก
การกำหนดตำแหน่งของวัตถุจากจุดหนึ่งและการใช้หนึ่งสถานีเป็นข้อดีของวิธีการรวมซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบนำทางระยะสั้น
วิธีการพิจารณาในการกำหนดตำแหน่งของวัตถุที่สัมพันธ์กับจุดที่มีพิกัดที่รู้จัก (RNT radio navigation points) โดยใช้พื้นผิวและเส้นตำแหน่งเรียกว่าตำแหน่ง
นอกจากวิธีการวางตำแหน่งในการนำทางแล้วยังใช้วิธีการคำนวณเส้นทางด้วยการรวมความเร็วที่วัดได้ (Doppler หรือ air meter) หรือความเร่ง (accelerometer) เช่นเดียวกับการสำรวจและวิธีการเปรียบเทียบบนพื้นฐานการเปรียบเทียบโทรทัศน์เรดาร์และภาพภูมิประเทศอื่น ๆ
นอกจากนี้ยังใช้วิธีการนำทางด้วยสหสัมพันธ์โดยพิจารณาจากโครงสร้างของคุณลักษณะฟิสิคัลฟิลด์ของโลแคลที่กำหนด (ตัวอย่างเช่นการผ่อนปรน) และการเปรียบเทียบพารามิเตอร์ของฟิลด์นี้กับพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องซึ่งเก็บไว้ในอุปกรณ์เก็บข้อมูล RNS ข้อดีของวิธีการเหล่านี้คือความเป็นอิสระมีอิทธิพลต่อการรบกวนน้อยและไม่มีข้อผิดพลาดสะสมในการระบุตำแหน่งของวัตถุ
วิธีการทางวิศวกรรมวิทยุสำหรับการวัดวิถีภายนอก
อุปกรณ์วัดวิถีภายนอกซึ่งใช้หลักการวิศวกรรมคลื่นวิทยุนั้นมีช่วงการติดตามที่กว้างกว่าและมีความหลากหลายมากกว่าเลนส์แบบออพติคอล มันช่วยให้คุณกำหนดได้ไม่เพียง แต่พิกัดเชิงมุมของเครื่องบินเท่านั้น แต่ยังรวมถึงระยะทางไปยังวัตถุความเร็วของมันการกำกับโคไซน์ของเส้นพิสัยเป็นต้น
การวัดช่วง ในระบบวิทยุมันลงมาเพื่อกำหนดเวลาล่าช้า t D การมาถึงของสัญญาณวิทยุที่แผ่รังสีหรือสะท้อนกลับซึ่งเป็นสัดส่วนกับช่วง
D \u003d ct D,
ที่ไหน กับ\u003d 3 × 10 8 m / s - ความเร็วการแพร่กระจายของคลื่นวิทยุ
คำจำกัดความขึ้นอยู่กับชนิดของสัญญาณที่ใช้ t D สามารถทำได้โดยการวัดเฟสความถี่หรือการชดเชยเวลาโดยตรงสัมพันธ์กับสัญญาณอ้างอิง ยิ่ง การใช้งานจริง พบ ชีพจร (ชั่วคราว) และ วิธีการเฟส ในแต่ละของพวกเขาวัดช่วงสามารถดำเนินการได้เป็น ยังไม่ชำระดังนั้น ขอร้อง ทาง ในกรณีแรกคือช่วง D \u003d ct Dในวินาที - D \u003d 0.5ct D.
ที่ วิธีการ pulseless มีการติดตั้ง chronizers ความแม่นยำสูงบนเครื่องบินและบนโลก x 1 และ x 2ทำข้อมูลให้ตรงกันก่อนเริ่ม (รูปที่ 9.5) ตามแรงกระตุ้น คุณ 1 chronizer x 1 เครื่องส่งสัญญาณทางอากาศ P ปล่อยสัญญาณพัลซิ่งด้วยจุด T. อุปกรณ์รับสายดิน ฯลฯ พาพวกเขาผ่าน t D \u003d D / c. ระยะห่าง t D ระหว่างพัลส์ของเครื่องปรับสภาพดิน คุณ 2และแรงกระตุ้น คุณ 1ที่เอาท์พุทของผู้รับสอดคล้องกับช่วงที่วัดได้
ที่ วิธีการซักถามชีพจร สัญญาณจะถูกส่งโดยเครื่องส่งสัญญาณภาคพื้นดินที่ได้รับโดยเครื่องรับสัญญาณทางอากาศและส่งกลับ
รูปที่. 9.5 หลักการของช่วงการวัดโดยวิธีการที่ไม่ขอชีพจร
ความแม่นยำของวิธีการเหล่านี้เพิ่มขึ้นตามการเพิ่มความถี่พัลส์
วิธีการเฟส การวัดช่วงอยู่ในความจริงที่ว่าความล่าช้าของสัญญาณถูกกำหนดโดยการเลื่อนเฟสระหว่างสัญญาณการซักถามและสัญญาณการตอบสนอง (รูปที่ 9.6)
รูปที่. 9.6 วิธีการวัดช่วงพิสัย
เครื่องส่งสัญญาณกราวด์ปล่อยการสั่นสะเทือน:
u 1 \u003d บาป 1 อัน (w 0 t + j 0) \u003d A 1 บาป 1
ที่ไหน A 1- แอมพลิจูด
กว้าง 0 - ความถี่วงกลม
j 0 - ระยะเริ่มต้น
j 1 - ขั้นตอนการสั่นสัญญาณ
อุปกรณ์ออนบอร์ดถ่ายทอดสัญญาณ คุณ 1และภาคพื้นดินรับสัญญาณ
u 2 \u003d A 2 sin \u003d A 2 sinj 2,
ที่ไหน เจ- การเลื่อนเฟสเนื่องจากเส้นทางของสัญญาณในอุปกรณ์ถูกกำหนดโดยการคำนวณหรือการทดลอง
เปลี่ยนเฟสของสัญญาณการแกว่ง คุณ 2 เกี่ยวกับ คุณ 1 กำหนดโดยความสัมพันธ์:
j D \u003d j 2 -j 1 \u003d กว้าง 0 t D \u003d LpD / (T 0 c),
อยู่ที่ไหนช่วงจาก
ที่ไหน l 0 - ความยาวคลื่น
เมื่อทำการวัด พารามิเตอร์การเคลื่อนที่เชิงมุม ความกว้างและวิธีการเฟสถูกใช้อย่างกว้างขวางที่สุดโดยยานพาหนะวิศวกรรมวิทยุ
วิธีการขยายเสียง ขึ้นอยู่กับการเปรียบเทียบแอมพลิจูดของสัญญาณที่ตำแหน่งต่างๆของเสาอากาศรับส่งหรือรับ ในกรณีนี้มีทางเลือกสองทางสำหรับการทำงานของระบบ goniometric: ตัวค้นหาทิศทางแอมพลิจูดและบีคอน ในกรณีแรกอุปกรณ์ส่งสัญญาณ P ตั้งอยู่บนเครื่องบินและรูปแบบการแผ่รังสีของอุปกรณ์รับสัญญาณภาคพื้นดิน ฯลฯ รับตำแหน่ง I หรือ II เป็นระยะ (รูปที่ 9.7)
รูปที่. 9.7 วิธีการวัดความกว้างของพารามิเตอร์เชิงมุม
ถ้าเป็นมุม \u003d 0 ดังนั้นระดับสัญญาณที่ตำแหน่งทั้งสองของรูปแบบการแผ่รังสีจะเท่ากัน ถ้า ¹0จากนั้นสัญญาณแอมพลิจูดจะแตกต่างกันและตำแหน่งเชิงมุมสามารถใช้ในการคำนวณตำแหน่งเชิงมุมของเครื่องบิน
ในกรณีที่ข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งเชิงมุมต้องอยู่บนเครื่องบิน สัญญาณความกว้าง. เมื่อต้องการทำสิ่งนี้เครื่องส่งสัญญาณจะถูกติดตั้งบนพื้นดินและรูปแบบการแผ่รังสีของการสแกนเสาอากาศแบบภาคพื้นดินซึ่งมีตำแหน่ง I และ II เป็นระยะ ๆ โดยการเปรียบเทียบแอมพลิจูดของสัญญาณที่รับโดยเครื่องรับสัญญาณทางอากาศตำแหน่งของเครื่องบินจะถูกกำหนด
วิธีการเฟส ขึ้นอยู่กับการวัดความแตกต่างของระยะทางจากเครื่องบินถึงจุดอ้างอิงสองจุด ประมาณ 1 และ ประมาณ 2 (รูปที่ 9.8)
รูปที่. 9.8 วิธีเฟสสำหรับการกำหนดพารามิเตอร์เชิงมุม
ในกรณีนี้ระยะห่างจากวัตถุ R 1 และ R 2 พิจารณาจากความแตกต่างของเฟส ดีเจ การสั่นของฮาร์มอนิกที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดตั้งอยู่ในจุด ประมาณ 1 และ ประมาณ 2. โคไซน์ของมุมพวงมาลัย qกำหนดโดย:
ที่ไหน ที่ - ระยะห่างระหว่างจุด ประมาณ 1 และ ประมาณ 2.
ตัวอย่างของความซับซ้อนของการวัดวิถีภายนอกที่ใช้ในการฝึกรูปหลายเหลี่ยมคือระบบ“ ติดตาม” (รูปที่ 9.10) อุปกรณ์นี้ได้รับการพัฒนาและผลิตโดยเครื่องมือวัดของ SKB NTIIM ใช้หลักการ Coordinate-goniometer-base
ประกอบด้วยกล้องโทรทัศน์ 2 เครื่อง 1 ระบบควบคุม 2 ระบบซิงโครไนซ์เวลาเดียว 3 ระบบบันทึกข้อมูลและประมวลผล 4 ระบบ“ ติดตาม” ช่วยให้คุณรับข้อมูลเกี่ยวกับพิกัดความเร็วความเร็วสัมประสิทธิ์การลากรวมทั้งสังเกตพฤติกรรมของวัตถุบนหน้าจอมอนิเตอร์ .
รูปที่. 9.10 ระบบการวัดเส้นทางภายนอก "เส้นทาง":
กล้องสำรวจโทรทัศน์ติดตาม 1; ระบบควบคุม 2 ระบบ; ระบบการซิงโครไนซ์ 3 ครั้ง 4- ระบบสำหรับการบันทึกและประมวลผลข้อมูล
คุณสมบัติหลักของระบบ "ติดตาม" ระบุไว้ด้านล่าง:
ข้อผิดพลาดของการวัดพิกัดเชิงมุมที่ระดับความสูงสูงสุด 60 องศา:
ในสถิตยศาสตร์ - 15 arcsec
ในพลวัต - 30 วินาทีเชิงมุม
พารามิเตอร์การติดตามวัตถุสูงสุด
ความเร็วเชิงมุม - 50 องศา / วิ
ความเร่งเชิงมุม - 50 deg / s 2,
ความถี่ในการบันทึกพิกัดเชิงมุมของภาพของวัตถุคือ 25-50 เฟรม / วินาที
ภารกิจที่สำคัญที่สุดของการวิจัยขีปนาวุธภายนอกคือการกำหนดตำแหน่งเชิงพื้นที่ของศูนย์กลางมวลของเครื่องบินซึ่งถูกกำหนดโดยเฉพาะโดยพิกัดเชิงพื้นที่สามแบบ ในเวลาเดียวกันแนวคิดของพื้นผิวและเส้นตำแหน่งถูกใช้ในการนำทาง
ภายใต้ ตำแหน่งพื้นผิว เข้าใจตำแหน่งทางเรขาคณิตของจุดตำแหน่งของเครื่องบินในอวกาศโดยมีค่าคงที่ของพารามิเตอร์การนำทางที่วัดได้ (ตัวอย่างเช่นระดับความสูงมุมราบช่วงและอื่น ๆ ) ภายใต้ สายของตำแหน่งเข้าใจจุดตัดของพื้นผิวสองตำแหน่ง
ตำแหน่งของจุดในอวกาศสามารถกำหนดได้โดยการตัดกันของเส้นตำแหน่งสองเส้นพื้นผิวตำแหน่งที่สามและเส้นตำแหน่งที่มีพื้นผิวตำแหน่ง
ตามประเภทของพารามิเตอร์ที่วัดได้ห้าวิธีต่อไปนี้สำหรับการระบุตำแหน่งของเครื่องบินนั้นแตกต่างกัน: goniometer เรนจ์ไฟนรวมและความแตกต่างเรนจ์ไฟ - และรวมกัน
วิธีการ Goniometer ขึ้นอยู่กับการวัดมุมมองเครื่องบินพร้อมกันจากสองจุดที่แตกต่างกัน มันสามารถขึ้นอยู่กับหลักการวิศวกรรมแสงและวิทยุ
ที่ วิธีกล้องฟิล์มกล้องสำรวจ พื้นผิวซ้อนทับเมื่อ a \u003d const คือระนาบแนวตั้งและพื้นผิวตำแหน่งที่ b \u003d const - กรวยวงกลมที่มีจุดยอดที่จุด O (รูปที่ 9.11, a)
รูปที่. 9.11 การหาพิกัดของวัตถุโดยใช้วิธีโรงภาพยนตร์ - กล้องวัดมุม
ก) เส้นผิวและตำแหน่งข) รูปแบบการกำหนดพิกัด
จุดตัดของพวกเขากำหนดเส้นตำแหน่งตรงกับ generatrix ของกรวย ดังนั้นเพื่อกำหนดตำแหน่งของเครื่องบินจึงจำเป็นต้องกำหนดพิกัดของจุดตัดของสองตำแหน่ง ของ 1 และ ของ 2 (รูปที่ 9.11, b) รับพร้อมกันจากจุดวัดสองจุด ประมาณ 1 และ ประมาณ 2
ตามแผนภายใต้การพิจารณาพิกัดของเครื่องบินจะถูกกำหนดโดยสูตร:
ที่ไหน ที่ - ระยะห่างระหว่างจุดวัด
R - รัศมีของโลกในพื้นที่ที่กำหนด
การใช้ วิธีการเรนจ์ไฟ พิกัดของเครื่องบินจะถูกกำหนดโดยจุดตัดของพื้นผิวตำแหน่งทรงกลมทั้งสามที่มีรัศมีเท่ากับรัศมี D. อย่างไรก็ตามสิ่งนี้สร้างความไม่แน่นอนเนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าทรงกลมทั้งสามมีจุดตัดสองจุดสำหรับการยกเว้นที่พวกเขาใช้ วิธีเพิ่มเติม orienteering
ความแตกต่างและวิธีการที่หลากหลาย ขึ้นอยู่กับการกำหนดความแตกต่างหรือผลรวมของระยะทางจากเครื่องบินไปยังจุดตรวจวัดสองจุด ในกรณีแรกพื้นผิวตำแหน่งเป็นไฮเพอร์โบลินสองช่องและเพื่อกำหนดพิกัดของวัตถุที่จำเป็นต้องมีสถานี (นำ) อีกหนึ่งจุด ในกรณีที่สองพื้นผิวตำแหน่งมีรูปแบบของทรงรี
วิธีการรวม มักใช้ในระบบเรดาร์เมื่อตำแหน่งของเครื่องบินถูกกำหนดให้เป็นจุดตัดของพื้นผิวทรงกลมของตำแหน่งที่มีรัศมีเท่ากับระยะ ( D \u003d const) พื้นผิวรูปกรวยตำแหน่ง ( b \u003d const) และพื้นผิวตำแหน่งแนวตั้ง ( a \u003d const).
วิธี Doppler การกำหนดความเร็วและตำแหน่งของเครื่องบินขึ้นอยู่กับผลของการเปลี่ยนความถี่ของสัญญาณพาหะที่ปล่อยออกมาจากเครื่องส่งสัญญาณและการรับรู้โดยอุปกรณ์รับขึ้นอยู่กับความเร็วของการเคลื่อนที่สัมพัทธ์:
F d \u003d ¦ pr -¦ 0,
ที่ไหน ฉ - ความถี่ Doppler
¦ pr - ความถี่ของสัญญาณที่ได้รับ
¦ 0 - ความถี่ของสัญญาณที่ส่ง
สามารถทำการวัดความถี่ Doppler ได้ ยังไม่ชำระ หรือ ขอร้อง วิธี. ที่ โดยไม่ต้องถาม วิธีรัศมีความเร็วของเครื่องบินที่ความยาวคลื่นของสัญญาณ l 0ถูกกำหนดโดย:
V r \u003d F d l 0,
ที่ ขอร้อง วิธี:
V r \u003d F d l 0/2
ในการกำหนดช่วงคุณควรรวมผลลัพธ์ของการวัดความเร็วของการบินในระหว่างการเคลื่อนที่ของวัตถุจากจุดเริ่มต้น เมื่อคำนวณพิกัดจะใช้การอ้างอิงสำหรับระบบหาช่วงทั้งหมด
แบบแผนสำหรับการกำหนดพารามิเตอร์ของเครื่องบินตามผล Doppler แสดงในรูปที่ 9.12
รูปที่. 9.12 แผนการกำหนดพิกัดของเครื่องบินโดยวิธี Doppler:
a) ไม่มีสัญญาณการส่งสัญญาณ b) พร้อมสัญญาณการถ่ายทอด
เมื่อทำการวัดวิถีการเคลื่อนที่ภายนอกของเครื่องบินขนาดเล็ก (กระสุน, ปืนใหญ่และจรวด), สถานีเรดาร์รูปหลายเหลี่ยม Doppler DS 104, DS 204, และ DS 304 ผลิตโดย NTIIM
รูปที่. 9.13 สถานีเรดาร์ระยะ Doppler
DS 104, DS 204, DS 304
พวกเขาใช้วิธีการสืบค้นและอนุญาตให้คุณกำหนดความเร็วในส่วนใด ๆ ของวิถีการเคลื่อนที่พิกัดปัจจุบันในระนาบแนวตั้งคำนวณความเร่งหมายเลขมัคสัมประสิทธิ์การลากค่าเบี่ยงเบนเฉลี่ยและค่าเบี่ยงเบนเฉลี่ยของความเร็วเริ่มต้นในกลุ่มของการยิง
หลัก รายละเอียด สถานี DS 304 มีดังนี้:
ความสามารถขั้นต่ำ - 5 มม.
ช่วงความเร็ว - 50 - 2000 m / s
ช่วงของการกระทำ - 50,000 เมตร
ข้อผิดพลาดในการวัดความเร็วคือ 0.1%
ความถี่ของสัญญาณโพรบคือ 10.5 GHz
ระดับพลังงานของสัญญาณที่สร้างขึ้นคือ 400 mW
วิธีการนำทางด้วยคลื่นวิทยุเพื่อหาพิกัด, วิธีวัดระยะ, เส้นตำแหน่ง, ข้อผิดพลาดของวิธีวัดระยะ
การเดินเรือ
orthodrome
ตำแหน่งพื้นผิว
เส้นตำแหน่ง
วิธีการหาระยะ
วิธีนี้ขึ้นอยู่กับการวัดระยะทาง D ระหว่างจุดของการแผ่รังสีและการรับสัญญาณจากเวลาของการแพร่กระจายระหว่างจุดเหล่านี้
ในการนำทางด้วยคลื่นวิทยุ rangefinders ทำงานพร้อมกับสัญญาณตอบกลับที่ใช้งานโดยเสาอากาศของเครื่องส่งสัญญาณของผู้ตอบกลับ (รูปที่ 7.2, a) เมื่อได้รับสัญญาณร้องขอ
หากเวลาการแพร่กระจายของคำร้องขอสัญญาณ t3 และการตอบสนอง t0 เหมือนกันและเวลาของการก่อตัวของสัญญาณตอบสนองในการตอบกลับนั้นไม่มีความสำคัญดังนั้นช่วงที่วัดโดยผู้ถาม (ตัวค้นหาช่วงคลื่นวิทยุ) คือ D \u003d c (t3 + t0) / 2 สัญญาณสะท้อนยังสามารถใช้เป็นการตอบสนองซึ่งจะทำเมื่อวัดช่วงเรดาร์หรือระดับความสูงโดยเครื่องวัดความสูงด้วยคลื่นวิทยุ
ตำแหน่งพื้นผิว ระบบเรนจ์ไฟร์เป็นพื้นผิวของลูกรัศมี D เส้นตำแหน่ง บนระนาบคงที่หรือทรงกลม (ตัวอย่างเช่นบนพื้นผิวโลก) จะมีวงกลมดังนั้นบางครั้งระบบเรนจ์ไฟเรเตอร์จึงเรียกว่าวงกลม ยิ่งไปกว่านั้นตำแหน่งของวัตถุนั้นถูกกำหนดให้เป็นจุดตัดของสองบรรทัดตำแหน่ง เนื่องจากวงกลมตัดกันที่จุดสองจุด (รูปที่ 7.2.6) การนับจำนวนสองค่าเกิดขึ้นเพื่อกำจัดการใช้วิธีการปฐมนิเทศเพิ่มเติมความถูกต้องอาจต่ำ แต่เพียงพอที่จะเลือกจุดตัดหนึ่งในสองจุดนั้นได้อย่างน่าเชื่อถือ เนื่องจากการวัดระยะเวลาหน่วงของสัญญาณสามารถทำได้ด้วยข้อผิดพลาดเล็ก ๆ rangefinding RNS ช่วยให้คุณค้นหาพิกัดที่มีความแม่นยำสูง วิธีการเรนจ์ไฟเรดิโอเริ่มที่จะใช้ช้ากว่าระบบ goniometric ตัวอย่างแรกของตัวค้นหาช่วงคลื่นวิทยุซึ่งพัฒนาขึ้นจากการวัดระยะหน่วงเวลาได้รับการพัฒนาในสหภาพโซเวียตภายใต้การนำของ L. I. Mandelstam, N. D. Papaleksi และ E. Ya. Shchegolev ในปี 1935-1937 วิธีการพัลส์ของช่วงการวัดถูกใช้ในเรดาร์พัลส์ที่พัฒนาขึ้นในปี 1936-1937 ภายใต้การนำของ Yu. B. Kobzarev
วิธีการนำทางด้วยคลื่นวิทยุสำหรับการกำหนดพิกัด, วิธีการจัดเรียงภาพแบบ Goniometric, ตำแหน่งของตำแหน่ง, ข้อผิดพลาดของวิธีการที่ใช้ช่องสัญญาณแบบหลายช่องทาง
การเดินเรือ- วิทยาศาสตร์ของวิธีการและเครื่องมือที่ช่วยให้มั่นใจว่าการเคลื่อนที่ของวัตถุที่เคลื่อนที่จากจุดหนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งในอวกาศไปพร้อมกับวิถีที่เกิดจากลักษณะของงานและเงื่อนไขในการนำไปปฏิบัติ
orthodrome- ส่วนโค้งของวงกลมขนาดใหญ่ซึ่งเป็นระนาบที่ผ่านใจกลางโลกและมีจุดที่กำหนดสองจุดบนพื้นผิว
ในการนำทางวิทยุเมื่อค้นหาตำแหน่งของวัตถุจะมีการแนะนำแนวคิดของพารามิเตอร์การนำทางด้วยคลื่นวิทยุพื้นผิวและเส้นตำแหน่ง
พารามิเตอร์การนำทางวิทยุ (RNP) เรียกว่าปริมาณทางกายภาพที่วัดโดยตรงโดย RNS (ระยะทางความแตกต่างหรือผลรวมของระยะทางมุม)
ตำแหน่งพื้นผิว พิจารณาตำแหน่งทางเรขาคณิตของจุดในอวกาศที่มีค่า RNP เดียวกัน
เส้นตำแหน่ง มีเส้นตัดกัน - พื้นผิวสองตำแหน่ง ตำแหน่งของวัตถุถูกกำหนดโดยจุดตัดของพื้นผิวตำแหน่งสามตำแหน่งหรือพื้นผิวและเส้นตำแหน่ง
