Радиосистемы дальней навигации

Как отмечалось ранее, определение местоположения самолета при помощи находящихся на его борту радиосредств является одной из наиболее важных задач обеспечения полета. В таком случае упомянутые радиосредства относятся к радионавигационным устройствам.

Радионавигационная система включает в себя наземные радиомаяки (далее, согласно установившейся терминологии, будем называть их опорными станциями) и бортовые радионавигационные устройства. При этом опорные станции излучают радиосигналы, а бортовые радионавигационные устройства принимают эти радиосигналы и извлекают заложенную в них информацию. Иными словами, основным узлом опорных станций является радиопередающее устройство, а основным узлом бортового радионавигационного устройства – радиоприемное устройство.

Полет самолета может выполняться, в принципе, над любым участком поверхности земного шара – в том числе и над местностями, достаточно удаленными от точек расположения опорных станций. В гражданской авиации, например, этот случай соответствует полету над малонаселенными территориями, а в военной – выведению самолета на некий наземный объект, расположенный глубоко в тылу противника. При этом расстояние от опорных станций до самолета может составлять тысячи километров. Радио обеспечение полета (определение координат самолета радиотехническими методами) в такой ситуации возлагается на радиосистемы дальней (1...9 тыс. км) навигации (РСДН).

Требование на самолёте надежного приема радиосигналов, излучаемых наземными опорными станциями (их координаты известны на самолете), диктует выбор частотного диапазона радиоволн, в котором поглощение указанных радиоволн в атмосфере оказывалось бы небольшим. Для РСДН таким диапазоном является интервал 10...100 кГц. При этом распространение таких радиоволн в приземной атмосфере происходит различными путями (рис. 3.48) – как поверхностным, так и пространственным лучами. В качестве луча основного приема обычно используется поверхностный луч.

Рис. 3.48. Варианты радиоконтакта опорной станции (ОС) и радиоприемного устройства летательного аппарата (ЛА) в РСДН: 1 – поверхностный луч; 2 – пространственный луч.

Возможен и иной вариант построения РСДН – когда опорные станции устанавливаются на подвижных объектах, координаты которых могут быть вычислены заранее. Такими подвижными объектами являются искусственные спутники Земли, движущиеся по предварительно рассчитанным траекториям. Иными словами, определение местоположения самолетов осуществляется по радиосигналам, излучаемых со спутников. В этом случае РСДН называется спутниковой и работает в дециметровом или сантиметровом диапазоне радиоволн, для которого поглощение электромагнитной энергии в ионосфере мало.

Общей особенностью опорных станций (наземных и спутниковых) в РСДН является наличие в радиопередающих устройствах эталонов времени и частоты, обладающих высокой (10^-13…10^-15) долговременной стабильностью и синхронизированных со шкалой Всемирного координированного времени.