автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.04, диссертация на тему:Обоснование и анализ путей построения измеретелей направления в длинноволновых импульсно-фазовых радионавигационных систем

Государственная морская академия имени адмирала С. О. Макарова

РГб О А

¡1 ;; На мранах рукописи

УДК 621 39(НШ: (621.396.663:629.12)

Иванов Николай Александрович

ОБОСНОВАНИЕ И АНАЛИЗ ПУТЕЙ ПОСТРОЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЕН НАПРАВЛЕНИЯ

В

ДЛИННОВОЛНОВЫХ ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВЫХ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ

Специальность 05.12.04 Радиолокация и радионавигация

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1097

Работа выполнена в Государственной морской академии имени адмирала С. 0. Макарова на кафедре "Радионавигационные приборы и системы"

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ: доктор технических наук,

профессор Ю. И. НИКИТЕНКО

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: доктор технических наук,

профессор Ю. М. КАЗАРИНОВ

старший научный сотрудник, кандидат технических наук В. В. ВЕРКЖСКИЙ

ВЕДУЩАЯ ОРГАЦНИЗАЦИЯ - ЦНИИШ

Защита состоится "З^" Ц10 1-^Я 1997 г. в /V часов на заседании Специализированного совета К 101.02.04 Государственной ордена Октябрьской Революции морской академии имени адмирала С. 0. Макарова по адресу: 199026, С.- Петербург, Косая линия, дом 15-а. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГМА.

Автореферат разослан " 23" 1997 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в адрес ученого секретаря Специализированного совета ГМА по адресу: 199026, С.-Петербург, Косая линия, дом 15-а.

Ученый секретарь

специализировнного Совета

к. т. н., доцент В' Н' Рябышкин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Обусловлена главным образом существующей в настоящее время потребностью определения истинного курса судна в условиях плавания, где традиционно используемые автономные средства курсоуказанкя (гирокомпасы, магнитные) или неприменимы или дают существенные погрешности (например, в приполярных районах), но имеется принципиальная возможность курсоуказания при определении направления на береговые станции ДВ ИФРНС (типа ШЭДЫ-С, Чайка) по их земным сигналам, хотя выделяемый начальный свободный от влияния нестабильных ионосферных волн участок распространяющегося земной волной полезного радиоимпульса содержит 5 - 67* энергии.

Вторая причина актуальности темы определяется тем, что в перспективе все существующие разновидности ДВ-СВ РНС неизбежно должны быть заменены одной ИФРНС, играющей роль дополнительной, резервной по отношению к среднеорбитальной спутниковой РНС. Формат излучения наземных станций такой ИФРНС будет обеспечивать выделение всей энергии полезных сигналов на предельных удалениях, а бортовая аппаратура кроме основных режимов местоопределения и режим радиопеленгования (определение направления прихода радиоволн) , позволяющий получить информацию об истинном курсе и при возникновении экстремальных ситуаций осуществить угломерно-даль-номерные и другие методы определения координат и вектора путевой скорости.

Отмеченные актуальный аспекты развития и внедрения режима

I

радиопеленгования сигналов существующих и перспективных ИФРНС не нашли достаточно широкого отражения в доступных источниках.

На кафедре радионавигационных систем ЛВИМУ-ГМА им. адмирала

С. 0. Макарова исследование проблем радиопеленгования ведется по инициативе одного из основоположников отечественных РНС д. т. н., профессора Е. Я. Щеголева с пятидесятых годов; исследование особенностей пеленгования сигналов ИФРНС начато в средине семидесятых годов.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Основной целью диссертационной работы является исследование возможностей и путей построения измерителей направления фазового фронта сигналов ДВ ИФРНС относительно диаметральной плоскости судна.

В соответствии с поставленной целью основной задачей исследования являются выбор, обоснование, детальный анализ и моделирование алгоритмов и основных узлов измерителя направления, который должен совмещаться с модифицируемым приемоиндикатором ИФРНС.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ: использовались методы теории радионавигации и радиолокации, теории и моделирования линейных цепей и радиотехнических схем, теории статистического анализа и обработки экспериментальных данных.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В результате проведенных исследований получены следующие новые научные результаты.

1. Обоснован ряд структурных схем измерителей направлений в ИФРНС без использования электромеханических гониометров и алгоритмов обработки сигналов.

2. Установлены аналитические соотношения для определения размеров рабочих зон измерителей направления и оценки погрешностей из-за воздействия атмосферных шумов и помех.

3. Развита теория и методика количественной оценки специфических составляющих инструментальных погрешностей радиопеленгова-

ния по начальному участку радиоимпульсов ключевых передатчиков ДВ ИФРНС с непостоянными периодами ВЧ-заполнения. Получены свернутые аналитические зависимости для количественной оценки параметров сигналов в линейных цепях измерителей направления и влияния инструментальных факторов на точность радиопеленгования.

4. Систематизированы способы навигационного использования измерителей направления ИФРНС для определения истинного курса и (в экстремальных ситуациях) для определения координат и вектора путевой скорости.

5. Экспериментально подтверждены прогнозированные точности радиопеленгования сигналов береговых станций ДВ ИФРНС.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Диссертационная работа и ее результаты могут служить основой для последующих этапов проектирования и создания измерителей направления по сигналам импульсно-фазовых РНС.

ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Теоретические и практические результаты диссертационных исследований использованы в НИР, выполненных на кафедре "Радионавигационные приборы и системы" ЛВИМУ и ГМА им. адмирала С. 0. Макарова в 1978, 1985, 1988, 1989 годах по госбюджету (за № № гос. регистр, во ВЦНТИ 01830061427, 018400554523, 018500556513) и в 1975 - 1991 годах по хозяйственным договорам № 707, № 814, № 925, № 1150, № 1209, № 1622 с Ленинградским научно-исследовательским радиотехническим институтом. Частным задачам исследования посвящены 12 дипломных проектов.

АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Материалы диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях преподавателей и сотрудников ЛВИМУ и ГМА им. адмирала С. 0. Макарова и

Санкт-Петербургского бассейнового научно-технического общества водного транспорта в 1985 - 1992 годах. НИР по хозяйственным договорам приняты заказчиком. Материалы диссертационной работы отражены в семи статьях, трех авторских свидетельствах на изобретение.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит и введения, пяти разделов, заключения, списка использованных источ ников, двух приложений. Работа содержит 95 страниц основного текста, 25 рисунков на 22 страницах, 4 таблицы на пяти страницах, список литературы из 60 работ на 6 страницах, 2 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность диссертационной работы, формулируется ее цель и задачи.

В первом разделе обосновывается целесообразность использования измерителей направления (ИН) импульсно-фазовых РНС. Отмечено, что судовые ИН, называемые радиопеленгаторами, являясь исторически первыми радионавигационными приборами, до конца 50-х и в начале 60-х годов совместно с морскими круговыми радиомаяками (КРМ) сохраняли положение основного радиотехнического средства определения места судна . При развитии разностно-дальномерных систем с точностями и дальностями местоопределения несопоставимо большими, чем в угломерных, необходимость использовать радиопеленга для определения координат практически отпала. Однако радиокурсовые углы (РКУ) - углы между направлениями фронтов распространения радиоволн и диаметральной плоскостью судна - на береговые станции ИФРНС, определяемые по результатам только радиоизмерений с погрешностью до 1° на удалениях в сотни миль (при исключении воз-

действия ионосферных волн), в приемоиндикаторах ИФРНС могут быть использованы для осуществления дополнительных функций.

При известных недостатках автономных средств курсоуказания (низкая точность магнитных компасов в высоких широтах; длительное время приведения в меридиан, достигающие единиц градусов скоростные и широтные погрешности у гирокомпасов) наиболее важно использование ИН ИФРНС для курсоуказания. Оборудование судна устройствами для высокоточного определения координат подвижного объекта по сигналам каких-либо РНС при известных координатах излучающей станции позволяет рассчитать истинный пеленг (ИП) на нее. На небольших (несколько десятков миль) удалениях для этого можно воспользоваться достаточно простой формулой

ИП = Arc tg ((АПр - *рм)/(Фпр - Фрм)) + Л .

где ХПр. Фпр ~ соответственно широта и долгота центра приемной антенной системы, Лрм, Фрм - широта и долгота радиомаяка. При использовании более сложных формул расчет ИП возможен и для удалений, измеряемых сотнями миль. При рассчитанной величине ИП и измеренном РКУ истинный курс определяется по формуле ИК = ИП - РКУ.

Дальномерно-угломерное определение путевой скорости возможно в приемоиндикаторе (ПИ), где реализуется режим радиолага, при дополнении ПИ измерителями радиокурсовых углов р и временных интервалов At. Скорость судна при этом может быть рассчитана по формуле

У(ДОд,р) = Гдр ДОд/(ЛЬ Cos р),

где ДОд - изменение за время At расстояния между излучающей и приемной антеннами, Гдр - геометрический множитель, величина которого зависит от расстояния между антеннами.

Путевая скорость может быть определена по изменению Д0рд

разности расстояний между приемной и передающими антеннами станций А и Б, излучающих когерентные сигналы) и радиокурсовым углам Ра и рб на при использовании формулы

ДБрд ~ ЛОрд /(Cos pa - Cos рб).

В аварийных режимах работы цепочек ИФРНС возможно "грубое" определение координат: по пеленгам на две станции цепочки; по пеленгу и дальности одной станции цепочки; по сигналам двух станций при измерениях разностей расстояний от них до подвижного пункта и разностей направлений.

Приведены выражения, полученные для оценки погрешностей указанных навигационных параметров в зависимости от геометрических факторов и погрешностей измерений.

Во втором раазделе рассмотрены варианты предложенных структурных схем измерителей направления ИФРНС. Проведен анализ устройств и методов традиционного радиопеленгования, технических факторов, обуславливающих выбор схем ИН ИФРНС. Показано, что при построении автономного ИН ИФРНС в нем должны осуществляться функции, являющиеся основными и в приемоиндикаторе ИФРНС: автомати-ческй поиск и обнаружение радиоимпульсов, слежение за фазой их ВЧ заполнения при совмещении следящих стробов с точками смен полярности, где исключено воздействие ионосферных составляющих сигналов. При совместном использовании функциональных элементов ПИ ИФРНС построение ИН ИФРНС существенно упрощается и облегчается тем, что ИН становится одним из элементов приемоиндикатора, используемого для определения центра масс подвижного объекта, по существу - приставкой к нему. При слежении в ПИ ИФРНС за временным положением радиоимпульсов (РИ), принимаемых от ненаправленной

антенны, в совмещенном с ним ИН ИФРНС исключается и двузначность определяемого направления. Показано, что построение ИН ИФРНС возможно по структурным схемам гониометрического и одноканального гониометрического измерителей направления, фазового ИН, амплитудного ИН, из которых для практического построения наиболее пригодны схемы гониометрического и фазового измерителей направления.

Работа схемы гониометрического ИН поясняется рис. 1, в верхней части которого представлен фазоследящий измеритель за временным положением выбранной точки смены полярности ВЧ заполнения выходного сигнала Una(t) * Цщ- Yn(t)- Sin wt в приемнике ненаправленной антенны. В нижнем канале слежения на выходе идентичного приемника, подключенного к электронному гониометру, получим сигнал Unr(t) * Dm- Yn(t) Cos tot • Sin Др; (Др - разность между РКУ и изменяемым в гониометре углом ри,). Полагая, что при фазовом сдвиге на 90° ВЧ заполнений сигналов в верхнем и нижнем приемниках фазоследящие стробы верхнего канала будут практически точно совпадать с максимумами соответствующих полуволн ВЧ заполнений нижнего приемника, стробируемый в нижнем временном дискриминаторе сигнал будет пропорционален Sin Др. При статистической обработке отстробированных напряжений получаем оценку 2р. суммированием которой в электронном гониометре с величиной ри добиваемся Sin Др * Др 0. Приведены структурная схема и алгоритм построения электронного гониометра, в котором выходной сигнал, пропорциональный Sin (р - ри) может быть получен без использования искательной катушки, в известных гониометрах поворачиваемой на угол ри механически.

В фазовом измерителе направлений (рис. 2) сигнал U® ■ Yp(t) • Cos (wt +45° - р), в котором РКУ = р становится составляющей фазы в его ВЧ заполнении (Yp(t) - огибающая радиоимпульсов), получим,

Гониометрический измеритель направления в ИФРНС

Рис 1

сдвигая по фазе на +45° и - 45° ВЧ заполнения сигналов в рамочных антеннах Еу = Ерщ Cos р -S'(t) Sin р и Ex = Epm Sin р -S'(t) и суммируя сдвинутые по фазе напряжения в линейной цепи. При наличии двух фазоследящих схем за точками смены полярности ВЧ заполнений одного и того же радиоимпульса, прошедшего через канал ненаправленной антенны и канал рамочных антенн, присоединяемых ко входу приемника в квадратуре, по величине временной задержки между следящими стробами может быть определена и величина р.

В третьем разделе оценена дальность действия ИН ИФРНС при воздействии шумов и даны алгоритмы цифровой обработки серий одиночных измерений в фазовых и гониометрических ИН ИФРНС.

Рабочая зона ИН ИФРНС может быть определена при сопоставлении ее с рабочей зоной ПИ ИФРНС в основном режиме измерения моментов прихода сигналов. С учетом того, что средняя квадратичес-кая погрешность (СКП) слежения за фазой во времяизмерительном канале ПИ, равная (при соотношении шум/сигнал = Ш/ит, уровне огибающей y(t®) в точке слежения и числе стробирований N®)

6t® = СШ / Um) (Т0 / 2rt) (1 / уаф)) (l//í£ ),

в 2 раз меньше СКП в следящих гониометрическом и фазовом измерителях направлений, построены графики зависимостей шумовых СКП в ПИ и ИН ИФРНС от числа обрабатываемых радиоимпульсов и отношения сигнал/шум. Для курсоуказания достаточно измерять направления по сигналам одной, ближайшей, станции ИФРНС, расстояние до которой много меньше, чем до других при работе ПИ в режиме определения координат. При использовании указанных графиков показано, что измерение направления на такие станции со средней квадратической погрешностью < 1.0° возможно на площади, составляющей 0.85 * 0.9 объявленной рабочей зоны цепочки ИРФНС.

Фазовый измеритель направлений ИФРНС

Рис. 2

- и -

Модель алгоритма цифровой обработки серий одиночных измерений в фазовых ИН ИФРНС построена на базе метода наименьших квадратов. Результаты одиночных измерений представлены в виде

Ро + ЛРд! + Фш1 = Фь

где ро и ДрД1 = Т1 рд - соотвественно статическая и динамическая составляющие РКУ, рд - скорость изменения РКУ при изменении курса судна, Т1 - время 1-го отсчета от начала серии;а фШ1 - шумовая погрешность измерения. При составлении функционала

1-Ш з-п

цро. Рд) = 2 Е (Фы - (РО + Рд ))2,

1=0 1

где з = 1 Тп + 3 Ти, 0 < 1 < ш - номер пакета в серии отсчетов, 0 < 3 < п - номер импульса в пакете, Ти = 1000 мкс - временной интервал между импульсами в пакете, Тп - период повторения пакетов, и его минимизации по оценкам ро и рд , получена система двух уравнений относительно данных оценок

11Л ¡-п 1 -т ;) -п

(ш + 1) (п + 1) ро + (Е Е^.^) Рд = Е

1-0 ¿-о 1=0 ^-о

1 -ш j -n 1 -m J -п 1 -т j -п

(Е Е 11. j) ро + ( Е Е t2i, j) рд = Е Е (ф1§ i-ti. э) 1=0 з-о 1-0 i-0 1-0 3-0

которые могут быть определены при ее решении.

В ИН ИФРНС с электронным гониометром (ЭГ) результат одиночных стробирований сигнала на выходе приемного канала ЭГ может быть представлен в виде

Un = иГс -Sin (рНР + Дрдо) + Uuh, где Upe - максимальная величина стробируемого напряжения, рнр =

Ро ~ Рг. Ро - начальное значение РКУ рг - угол, устанавливаемый в

процессоре для ЗГ, Дрдi = i • рд, i = 0,1, 2, ......N. Uují =

Uiiimi 'Sin <hn - шумовая составляющая- В гониометрическом ИН ИФРНС можно полагать, что Sin (рНр + ДрдО % рНр + Дрд1 . так как р0 может быть определено предварительно с допустимой для линеаризации погрешностью. После преобразований результат одиночного стро-бирования представлен в виде а (рнр + 1-Рд) + тШ1 = ui, где а = Urc/Uro ~ относительная амплитуда сигнала на выходе гони-иометрического канала ее априорно с погрешностью определенная величина, Ymi - соотношение шум/сигнал. Воспользовавшись возможностью получать через период для нечетных и четных импульсов пакета отсчеты, соответственно

а (Рнр + i Рд + Рс) + ГШ! = uif

и а (Рнр + 3 Рд - Рс) + тин = из.

где рс - известная угловая величина, численное значение которой устанавливается таким, чтобы обеспечивалась линейность левых частей последних равенств, получим два функционала

i-m

Ц (а, Рнр, рд) = Е (ui - а (рНР + 1 рд + рс))2

i-О i -ш+1

и Ló (а. Рнр, Рд) = £ (Ui - а (рНР + i Рд - Рс))2

Ó-1

Минимизируя функционал Ц(а,рнр,рд) по рнр и рд, после необходимых преобразований получим систему из двух уравнений

i_m____i-m____i-ш i-m

(El) (а pHp) + ( Е i) (а рд) + ( Е 1) (а рс) = Е щ i=0 i-о i-о i-о

_ _ i-m _ i-ш i-m

(El) (а Рнр) + ( Е i2) (а рд) + ( Е 1) (5 рс) = Е i Ui í=0 i-о i-o i-о

Минимизируя функционал ^(а.рНр,Рд) по рНр . получим для системы

третье уравнение вида

3 -ш+1 ;)-т+1 3-т+1 3 -т+1

( Е 1) (а рНр) + (2 3) (ард) - ( Е 1) (а рс) = Е и^

Неизвестными полученной системы из трех уравнений являются XI = а рНр, хг = а рд и хз = а рс. Решая ее относительно хз при задаваемой и известной величине рс, находим оценку множителя а. Разделив на нее величины XI и хг, определяемые также при решении системы, получим оценки параметров рНР и рд.

По данным алгоритмам в соответствии с известными критериями проведено статистическое моделирование шумовых погрешностей. Рассчитаны и приведены СКП в фазовом и гониометрическом ИН. По результатам расчетов при соотношениях с/ш < 1 различия СКП в фазовых и гониометрических ИН ИФРНС несущественны.

Содержание раздела 4 - анализ и оценка систематических погрешностей в ИН ИФРНС. Отмечено, что в ИН с преобразователями угла прихода радиоволн в составляющие фазы широкополосных сигналов появление специфических погрешностей обусловлено тем, что при использовании пассивных линейных цепей необходимый и равный 90° фазовый сдвиг колебаний от продольной и поперечной рамок может быть обеспечен для всех частотных составляющих сигнала, но с изменением соотношения их амплитуд на входах и выходах фазосдвигающих схем. Основными факторами появления систематических погрешностей, общими для фазового и гониометрического ИН ИФРНС, являются:

- влияние вторичных полей (радиодевиация) из-за расположения рамочных антенн в непосредственной близости от металлических предметов, включая корпус судна;

- влияние асимметрии рамочных цепей;

- влияние крена и дифферента судна.

Зависимости инструментальных погрешностей от особенностей схем преобразования угла прихода радиоволн в фазу сигнала получены по методике, основанной на описании излучаемого в ИФРНС сигнала, как переходного процесса в полосовой цепи из двух индуктивно связанных контуров, один из которых - антенный. Операционное изображение сигнала - тока в антенне - получено в виде

i -2п

1д(р) = fo (Р) = £ Aoi/(p - PO о

i-4

где п = 2, poi,02 = «oí ± ßoi и роз. 04 = «02 ± ^02- Изменение тока во времени описано выражением 1 -2п

Ia(t) = £ С(aoi Cos Sott + boi Sin fioit) • exp (-cCoi t)); i-i

Показано, что для двухконтурной полосовой цепи затухания ocoi * йог и частоты * U32. а по результатам расчетов получено boi * Ьо2, но aoi = ао2. что может считаться обоснованием неравенства временных интервалов между знакопеременами в ВЧ заполнении сигнала. Операционное изображение сигнала после прохождения через схему из ш-1 каскадов с n-контурной линейной цепью в каждом получено

в виде j"m 1-Zn

Fm-n(p) - Iii ( Е Aji/(p - Pi i)) d-0 1-1

Переход от изображения к оригиналу при использовании известных соответствий и равенств позволяет получить выражение для выходного сигнала многокаскадной схемы в виде i-m-i i-n-i

F(t) =0.5 [E E ((am-i.ji Cos ñ^t + bta-i.ji Sin ü^t)-

3 2b1

• exp (-ciji-t)) +

j-m-l l<n-l

+ L L ((Cm-i, i í Cos Í2nt + dm-i, i i Sin ñáit)-

0=1 1=1 • exp (-oíji-t))- (tk-V((k-l)!))];

Зависимость Рт-п(Р) позволяет составить алгоритм для расчета величин эт-1. о 1, Ьщ-1. л, ст-а.л, с1т-1. по рассчитываемым предварительно для линейной цепи в каждом каскаде комплексным множителям Ат-1.j1 и Вт-1.з 1.

По предложенным алгоритмам и разработанной методике рассчитаны схемные погрешности ("схемная девиация") в преобразователе угла прихода радиоволн в фазу сигналов с предварительным усилением сигналов в рамочных антеннах и фазосдвигающими РС-цепями и в схеме с ггь-цепями без предварительного усиления сигналов. В исследованных примерах схемные погрешности не превышают погрешностей радиодевиации из-за вторичных излучателей на судах и могут быть скомпенсированы при обработке результатов измерений по алгоритмам, составленным на основе известных методов уничтожения и учета радиодевиации.

При использовании разработанной модели радиоимпульсов ДВ ИФРНС описаны составляющие сигналов, возбуждаемые в рамочных антеннах при воздействии вторичных излучателей, что позволяет учесть влияние фазных и внефазных составляющих на точность ИН ИФРНС, их качественные отличия в импульсных сигналах.

Даны выражения для оценки погрешностей в ИН ИФРНС из-за крена и дифферента и для расчета поправок при использовании датчиков этих параметров.

В разделе 5 приведены результаты экспериментальных исследований ИН ИФРНС.

Предварительные судовые эксперименты были проведены на учебно-производственных судах ЛВИМУ им. адмирала С. 0. Макарова в 1977 - 78 г. г. Описаны измерительные стенды ИН ИФРНС, построенные при использовании судовых ПИ системы ЬОИАМ типа КПИ-4, радио-

пеленгаторов СРП-5, частотомера 43-33 (для более стабильной синхронизации КПИ-4) и электронных осциллографов (для визуального контроля минимумов сигнала при установке гониометра по направлению на станции ИФРНС). По методике экспериментов осуществлялось радиопеленгование станций ИФРНС С одновременной регистрацией данных судовых приемоизмерителей РНС или РЛС, по которым могли быть определены координаты судна и рассчитаны пеленга.

Приведена структурная схема лабораторного стенда ИН ИФРНС и описана методика его испытаний в 1991 г. В макете использованы узлы аппаратуры КПИ-5Ф, РЭ и АРП-53, что позволило построить автоматический ИН ИФРНС со следящей электромеханической системой.

При обработке результатов предварительных экспериментов в 1977-78 годах из ~ 50 пунктов радиопеленгования станций ИФРНС на различных участках морских трасс выделено 22, где по расположению судна и пеленгуемых станций исключались погрешности из-за берегового эффекта. В шестнадцати из них погрешность радиопеленгования оказалась < 1°.

При экспериментальной проверке лабораторного макета автоматического ИН ИФРНС, произведенной 6+10 декабря 1991 г. в условиях воздействия индустриальных помех и деформации электромагнитного поля протяженными проводящими элементами здания при пеленговании ведомых станций Европейской цепи получено 30 серий отсчетов. Рассчитанные средние квадратические отклонения (СКО) радиопеленгов были в пределах ~ Г + 2°5. Изменения средних значений не превысили 2°5.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполненных исследований получены следующие основные результаты.

1. Выполненные впервые в 1977 - 78 годах инициативные экспериментальные исследования на море подтвердили возможность радиопеленгования сигналов наземных станций ИФРНС и определения истинного курса на удалениях до 500 миль с погрешностью менее 1°.

2. Выполнен сравнительный анализ известных и возможных структурных схем и алгоритмов работы измерителей направления ИФРНС. Детально разработаны схемы фазового и гониометрического измерителей направлений.

3. Развиты основы теории оценки и моделирования инструментальных погрешностей измерителей направления. Обоснована модель входного сигнала и алгоритмы описания процессов с непостоянными периодами высокочастотного заполнения в в элементах высокочастотного тракта. Установлено, что инструментальные систематические погрешности не превышают вызываемых вторичными излучателями на судах и могут быть скомпенсированы приемами, аналогичными используемым для уничтожения или учета радиодевиации.

4. Развита теория оценки влияния случайных помех на работу измерителя направления ИФРНС. Получены аналитические выражения для расчета среднеквадратических погрешностей измеряемых направлений в аналоговых и оценки этих погрешностей в цифровых устройствах первичной обработки сигналов.

5. Установлено, что рабочие зоны измерителя направлений ИФРНС практически совпадают с рабочими зонами приемоиндикаторов, определяющих только координаты.

6. Экспериментальные исследования лабораторного макета измерителя направления ИФРНС подтвердили основные теоретические положения и оценки.

На базе выполненных исследований запатентована пригодная

для промышленной реализации схема фазового измерителя направлений ИФРНС.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. К анализу переходных процессов в двухконтурных полосовых цепях. "Вопросы радиоэлектроники", серия ОТ, вып. 7, 1978, с. 28 - 34. Совместно с Никитенко Ю. И., Басс В. И., Абрамовым Л. А.

2. О возможностях унификации и комплексирования импуль-сно-фазовых и угломерных РНС. - "Вопросы электроники", сер. "Общие вопросы радиоэлектроники", 1985, вып. 10, с. 106 - 107. Совместно с А. В. Валовым, Е. Я. Демидовым, Ю. И. Никитенко.

3. Совместная угломерная и дальномерная обработка сигналов в приемоизмерителях имульсно-фазовых РНС. Ленинградское бассейновое правление научно-технического общества водного транспорта: материалы XIV научно-технической конференции секции радиосвязи и радионавигации. - М.: 1989, с. 83 - 85

4. Оценка применимости радиопеленгования для определения места наземных объектов по двум станциям гиперболической РНС. Вопросы радиоэлектроники. Серия ОВТ. Выл 3, 1989, с. 89 - 95. Совместно с Бойцовой 3. М., Егоровым Е. В., Никитенко Ю. И.

5. К оценке рабочих зон измерителя направления (датчика курса) по сигналам ИФРНС. - "Вопросы электроники", сер. "Общие вопросы радиоэлектроники", 1992, вып. 6, с. 42 - 46. Совместно с Александровым А. И., Архиповым М. А., Балясниковым Б. Н., Никитенко Ю. И., Химулиным В. И.

6. Определение истинного курса судна по сигналам длинноволновой импульсно-фазовой РНС. Судовождение и связь. Сб. научных трудов ЦНИИМФ. С.-Пб, 1993, с. 29 - 33. Совместно с Никитенко Ю.

И., Сергеевым И. Б.

7. Приемоиндикатор/ Патент РНИИГПЭ по заявке на изобретение № 93017884/09 02.03.1993 г. Совместно с Александровым А. И., Ар-хиповым М. А., Никитенко Ю. И.

8. А. с. 1143200 (СССР). Фазовая угломерная радионавигационная система/ Заявл. 10 октября 1983 г.

9. А. с. 1431513 (СССР). Фазовая угломерная радионавигационная система/ Заявл. 19 августа 1985 г.

10. Исследование эффективности некоторых структур приемоизме-рительных устройств импульсно-фазовых радионавигационных систем над морскими трассами. Отчет о НИР № 707. - Л.: ММФ ЛВИМУ им. адмирала С. 0. Макарова, НЮ, 1975. - 118 с. Совместно с Горностаевым Ю. Е., Набок Л. Ф.

11. Экспериментальные исследования по направленному приему сигналов импульсно-фазовых радионавигационных систем длинноволнового диапазона. Отчет о госбюджетной НИР. - Л.: ММ£, ЛВИМУ им. адм. С. 0. Макарова, НИО. ВЦНТИ Инв. № 02830059672, 1978,- 57 с.

12. Моделирование и изыскание путей повышения точности судовых приемоизмерителей. Отчет о НИР № 814. - Л.: ММФ ЛВИМУ им. адмирала С. 0. Макарова, НИО, 1977. - 103 с.

13. Исследование методов и устройств для анализа параметров и условий приема поверхностных сигналов ИФРНС на морских трассах. Отчет о научно-исследовательской работе № 925. - Л.: ММФ ЛВИМУ им. адмирала С. 0. Макарова, НИО. ВЦНТИ № Гос. регистрации 78064894, 1979. - 95 с. Совместно с Горностаевым Ю. Е., Набок Л. Ф. и др.

14. Исследование путей унификации и комплексирования импульсно-фазовых и амплитудных РНС морского флота. Отчет о научно-исс-

ледовательской работе № 1150. - Л.: ММФ ЛВИМУ им. адмирала С. 0. Макарова, НИО. ВЦНТИ № Гос. регистрации 01820070354, 1983. -76 с. Совместно с Гербачевским И. В., Горностаевым Ю. Е., Набок Л. Ф.

15. Разработка общих принципов и путей создания унифицированных морских радионавигационных средств в диапазонах длинных и средних волн. Отчет о научно-исследовательской работе № 1209. -Л.: ММФ ЛВИМУ им. адмирала С. 0. Макарова, НИО. ВЦНТИ № Гос. регистрации 01840040519, 1984. - 95 с.Совместно с Гербачевским И. В., Горностаевым Ю. Е., Набок Л. Ф.

16. Исследование устройств и методов по определению направления на береговые станции ИФРНС длинноволнового диапазона. Отчет о НИР. - Л.: МШ> ЛВИМУ км. адмирала С. 0. Макарова, НИО. ВЦНТИ № Гос. регистрации 018400554523, 1985. - 118 с.

17. Анализ методов расширения функциональных возможностей импульсно-фазовых РНС длинноволнового диапазона.. Отчет о НИР. -Л.: ММФ ЛВИМУ имени адмирала С. 0. Макарова, НИО. ВЦНТИ Инв. № 02880066484, 1988. - 48 с.

18. Радиотехнический измеритель направления по сигналам РНС. Отчет о научно-исследовательской работе № 1622. - С.-Петербург: ММФ Государственная морская академия им. адмирала С. 0. Макарова, НИО. ВЦНТИ № Гос. регитсрации 01920008651, 1991. - 118 с. Совместно с Никитенко ¡0. И. , Устиновым А. В., Горностаевым Ю. Е. и ДР.

СОИСКАТЕЛЬ