قياس المسافة نظام الملاحة اللاسلكية
آخر
قياس المسافة نظام الملاحة اللاسلكية

قياس المسافة نظام الملاحة اللاسلكية

 

تنتمي أنظمة فرق المدى للملاحة بعيدة المدى إلى أنظمة تقيس زمن انتشار الموجات الراديوية من نقطتين ثابتتين على سطح الأرض – المحطات الأرضية للنظام – إلى الطائرة. يتم استخدام الفرق المقاس في انتشار موجات الراديو لتحديد الفرق في المسافات إلى المحطات الأرضية وخط موضع الطائرة.

إذا كان هناك زوجين من المحطات الأرضية، يتم تحديد خطين للموضع، يكون تقاطعهما هو موضع الطائرة (MS).

تسمح أنظمة قياس فرق النبض بحل مهام التنقل التالية:

  • أ) إجراء التحكم في المسار من خلال تحديد خط موضع الطائرة أو موضعها؛
  • ب) أخذ الطائرة إلى منطقة معينة؛
  • ج) تحديد العناصر الملاحية للطيران.

 

في الأنظمة قيد النظر، تكون خطوط موضع الطائرة عبارة عن قطعتين زائدتين، وبالتالي تسمى الأنظمة أيضًا بالأنظمة الزائدية.

وبطبيعة الحال، للحصول على خطين للموضع، من الضروري أن يكون لديك زوجين من محطات الإرسال. ومع ذلك، قد تتكون المعدات الأرضية للنظام القطعي من ثلاث محطات فقط، منها A هي المحطة الرئيسية لكلا الزوجين (A-B وA-C)، والاثنتين الأخرتين (B وC) تابعتان.

ثلاث محطات أرضية A وB وC تشكل قاعدتين A B وAC. تسمى القواعد الموجودة في مثل هذا النوع من التوجه المتبادل القواعد المشتركة.

من الممكن أيضًا وجود خيارات أخرى للتوجه المتبادل للقواعد. يمكن أن تكون القواعد متباعدة أو متقاطعة أو مدمجة في ثنائيات وثلاثية أو تقع في سلسلة تقودها عدة محطات.

يتم تقليل مبدأ تشغيل النظام الزائدي إلى تحديد الفاصل الزمني بين استقبال النبضات المنبعثة من المحطة الأرضية الرائدة A على متن الطائرة وإحدى المحطات التابعة - B أو C. ويتوافق هذا الفارق الزمني مع فترة زمنية محددة جيدًا الفرق في المسافات من المحطتين A و B (أو C):

القطع الزائد هو موضع من النقاط التي يكون فرق المسافة بينها وبين بؤر القطع الزائد قيمة ثابتة. القطع الزائد، الذي توجد في بؤرته المحطات الأرضية للنظام، هو خط الموضع. ويتم تحديده بمساعدة جهاز إشارة الاستقبال الموجود على الطائرة وفقًا لفارق التوقيت المقاس. يتم تحديد الخط الثاني للموضع بواسطة الزوج الثاني من المحطات.

يتم حل مهام التنقل على خريطة خاصة ذات شبكات زائدية مرسومة على نقاط محسوبة باستخدام الصيغ الجيوديسية.

عندما تتحرك الطائرة في الفضاء على طول خط معين، فإن الفرق المقاس في وقت وصول النبضات على الطائرة من المحطتين الرئيسية والتابعة Am يظل ثابتًا. إذا تم تنفيذ الملاحة الجوية على مسافات قصيرة نسبياً في حدود 1000 كيلومتر، فإن انحناء سطح الأرض لا يؤثر بشكل كبير على طبيعة خطوط الموضع ويمكن إهماله. في هذه الحالة، ستكون خطوط موضع الطائرة عبارة عن عائلة من القطع الزائد.

مواقع المحطات الأرضية عند النقطتين A وB هي البؤرتان، والفروق المقاسة في المسافة هي المحاور الحقيقية. إذا بثت المحطتان A وB إشارات في وقت واحد، فإن خط الموضع سيكون عبارة عن قطع زائد يتحول إلى خط مستقيم متعامد مع القاعدة في وسطه.

عندما تتحرك الطائرة بعيدًا عن هذا الخط المستقيم - القطع الزائد "الصفر" إلى اليسار - ستصل النبضات من المحطة "أ" إلى جهاز الاستقبال والإشارة الخاص بالطائرة في وقت أبكر من النبضات التي ترسلها المحطة "ب"، بينما عندما تتحرك الطائرة إلى إلى اليمين من القطع الزائد "الصفر"، ستصل إليه النبضات من المحطة "ب" قبل النبضات من المحطة "أ". إذا اعتبرت الفترة المقاسة موجبة عندما تنحرف الطائرة إلى اليسار، وسالبة عندما تنحرف الطائرة إلى اليمين، ومن ثم، بطبيعة الحال، ستصل الفترة إلى قيمتها المطلقة القصوى عندما تكون الطائرة على خط مستقيم، وهو استمرار للقاعدة، خلف المحطة A أو خلف المحطة B. بشرط أن يكون على يسار القطع الزائد "الصفر" القياس يعتبر فارق التوقيت عند موجبًا، وعلى اليمين - سلبيًا، على استمرار القاعدة إلى اليسار. من أجل جعل رقمنة القطع الزائدة ملائمة في العمل العملي، خاصة عند إجراء الاستيفاء بين القطع الزائدة، يتم إدخال تأخيرات في المحطات التابعة، والتي تكمل القراءات على القطع الزائدة المرسومة إلى قيم مضاعفات العشرة.

بالإضافة إلى ذلك، يتم تقديم تأخيرات إضافية تسمى الكود في المحطات التابعة، مما يؤدي إلى زيادة العدد بقيمة.

يتم أخذ هذه القيمة في الاعتبار تلقائيًا في مؤشر استقبال الطائرة الخاص بالنظام.

يتم التنسيق بين المحطات على النحو التالي: تتحكم المحطة الرئيسية A في تشغيل المحطة التابعة B التي تبث نبضات بعد استقبال الإشارات من المحطة الرئيسية أي بتأخير. وهذا يحقق التشغيل المتزامن لكلا المحطتين. إلا أن المحطة التابعة لا تبث الإشارات بالضبط لحظة وصول النبضات من المحطة الرئيسية، ولكن مع بعض التأخير. يحتوي هذا التأخير على مكونين: r0 ثابت وتأخير رمز متغير. تم تقديم الأول بحيث يمكن، عند استقباله على متن طائرة، تمييز نبضات المحطة A عن نبضات المحطة B.

يعمل التأخير الثاني على تغيير رقمنة خطوط الموضع (القطع الزائد) وفقًا لتنظيم معين.

وبالتالي، فإن النظام الذي يتكون من زوج واحد من المحطات لا يجعل من الممكن تحديد MC، حيث يتم تحديد خط موضع واحد فقط من قاعدة واحدة.

لتحديد MS، من الضروري استخدام زوجين من المحطات (أو ثلاث محطات، إحداها قائدة مشتركة)، تقع بطريقة تتقاطع فيها خطوط موضع الزوج الأول والثاني.

وفقًا لآليات العد الخاصة بمؤشر استقبال الطائرة، يتم حساب أعداد القطع الزائدة - خطوط موقع الطائرة.

يمكن تحديد موقع الطائرة على كامل المنطقة التي تسمع فيها إشارات المحطات الأرضية، باستثناء المناطق غير العاملة، والتي تقع على محور البؤرة، بدءاً من البؤرتين، إلى الجهات المقابلة لـ " صفر" قطع زائد. تقتصر المناطق غير العاملة على الفروع الأولى للقطع الزائد لهذه العائلة.

ومن الناحية العملية، تختلف دقة النظام في اتجاهات مختلفة. بالقرب من العمودي المرسوم عبر منتصف القاعدة، تكون الدقة أكبر، ولكن مع انخفاض المسافة من هذا العمود، وعند الخط الذي يمثل استمرارًا للقاعدة، تكون الدقة منخفضة جدًا لدرجة أنه من المستحيل عمليًا استخدام النظام هنا.

بشكل عام، توفر أنظمة الملاحة الراديوية ذات المدى التفاضلي دقة عالية تحديد موقع جسم متحرك، وفي الوقت نفسه، مع نطاق الموجات المختار بعقلانية، يكون لديهم نطاق كبير. وفي هذا الصدد، تُستخدم هذه الأنظمة بشكل أساسي كوسيلة للملاحة بعيدة المدى.

البديل لموقع النظام، حيث تشكل المحطات سلسلة ممتدة على طول الساحل، يوفر الملاحة في منطقة حوض مائي كبير. لذلك، أصبحت الأنظمة القطعية منتشرة على نطاق واسع في تطوير الرحلات الجوية عبر المحيطات.

ميزة أخرى لهذه الأنظمة هي النطاق الترددي غير المحدود وعدم وجود جهاز إرسال على متن الطائرة.

يمكن اعتبار عيوب النظام تعقيد وضخامة المعدات الأرضية، فضلا عن الحاجة إلى الحفاظ بشكل صارم على تزامن المحطات.

Ssydki على الموضوع:

مدونة ومقالات

الطابق العلوي