Использование РТС для навигации

Не использовать фреймы при просмотре страницы

---

11.4. Применение бортовых панорамных радиолокационных станций

            Навигационная характеристика бортовых панорамных радиолокационных станций

•    Бортовые панорамные радиолокационные станции (БПРЛС) представляют собой приемопередающие устройства, обеспечивающие получение на экране электронно-лучевой трубки радиолокационного изображения местности, а также обнаружение некоторых видов облаков, летательных аппаратов в воздухе и других воздушных объектов.
•    Работа БПРЛС основана на способности электромагнитных волн отражаться от различных объектов, встречающихся на пути их распространения, с различной интенсивностью. Яркость свечения отметки объекта на экране в каждый момент времени зависит от величины отраженного сигнала. Возможность наблюдения объекта зависит от отражающей способности объекта, от окружающей его местности и предметов, создающих фон. Для наблюдения объекта необходимо, чтобы яркость его отметки отличалась от яркости фона.
•    Радиолокационное изображение местности, создаваемое на экране БПРЛС, является условным и значительно отличается от наблюдаемого визуально.
•    Условность радиолокационного изображения на экране индикатора состоит в том, что оно зависит не от внешнего вида местных предметов, как при визуальном наблюдении, а от того, с какой интенсивностью электромагнитная энергия отражается от каждого участка облучаемой местности.
•    Основные подстилающие поверхности и объекты на экране БПРЛС наблюдаются:

    - крупные населенные пункты и промышленные объекты - в виде светлых пятен различной яркости, конфигурация которых в общем случае не совпадает с конфигурацией этих объектов на карте;

    - водная поверхность - в виде темных, четко очерченных береговой чертой областей; конфигурация водоемов может быть искажена или очерчена нечетко при наличии у берегов толстого льда и снега;

    - морские и речные суда - в виде ярких засветок на темном фоне;

    - железнодорожные, шоссейные мосты и плотины - в виде ярких отметок;

    - лесные массивы - в виде слабо светящихся областей, контуры которых лучше выделяются при наличии снежного покрова;

    - горная и пересеченная местность (вследствие затенения обратных скатов, ущелий и долин наблюдается аналогично картографическому изображению гор с отмывкой);

    - равнинная местность - в виде равномерно и слабо светящейся области;

    - кучево-дождевые и мощно-кучевые облака - в виде крупных ярких пятен на темном фоне с тенью за пятнами в направлении к краю экрана, а контуры малоактивных облаков размыты.

•   Характер изображения радиолокационных ориентиров определяется не только свойствами отражающей поверхности, но и техническими данными станции, масштабом и типом развертки, углом наклона антенны, временем года, метеорологическими условиями.
•   Наблюдаемые на экране объекты принято подразделять на радиолокационные ориентиры, радиолокационные визирные точки и воздушные препятствия.
•   Радиолокационные ориентиры — это такие объекты, положение которых на местности, а следовательно, и на карте точно изве-стно, сами они могут быть опознаны на экране радислокационной станции. К ним относятся озера, реки, береговая черта, острова, мосты и плотины, города, горные вершины и хребты, а также искусственные радиолокационные ориентиры (уголковые отражатели, маяки-ответчики). Радиолокационные ориентиры используются для определения места ЛА, навигационных элементов полета и коррекции счисленных координат ЛА в комплексных навигационных системах.
•   Радиолокационные визирные точки — объекты, дающие устойчивую отметку на экране в течение некоторого времени, но координаты которых на местности неизвестны. Такие точки могут быть использованы только для измерения навигационных элементов полета (путевой скорости, угла сноса, высоты полета).
•   Воздушные препятствия — объекты, находящиеся в воздухе и угрожающие безопасности полета: мощно-кучевые, кучеводождевые и радиоактивные облака, летательные аппараты, зоны высокой турбулентности атмосферы и др.

•   Дальность обнаружения радиолокационных ориентиров зависит от многих факторов и в среднем составляет:

    - крупных городов - 100—300 км;

   - средних городов - 70—100 км;

    - крупных рек и озер - 80—100 км;

    - крупных кораблей в море - 100 км;

    - радиолокационных маяков-ответчиков - до 500 км;

    - очагов грозовой деятельности - до 150 км.

•    Бортовые панорамные радиолокационные станции позволяют решать следующие навигационные задачи:

   - ведение радиолокационной ориентировки, контроль пути по дальности и направлению, полный контроль пути определением места ЛА;

   - определение навигационных элементов полета

   - вывод ЛА на радиолокационный ориентир или наземный радиолокационный маяк-ответчик;                

   - выполнение маневрирования для обхода воздушных препятствий, угрожающих безопасности полета;

   - контроль точности воздушной навигации путем периодического фотографирования экрана БПРЛС;

   - выдерживание места ЛА в боевом порядке.

•   Кроме того, БПРЛС, входящие в прицельно-навигационные cистемы, позволяют:

    - корректировать текущие координаты ЛА по видимым на экране радиолокационным ориентирам;
    - корректировать курс ЛА, определять ветер;
    - определять координаты неизвестных радиолокационных ориентиров, видимых на экране радиолокационной станции.

•   БПРЛС также являются вспомогательным средством при построении маневра захода на посадку.

•   БПРЛС — автономные средства и могут применяться в полетах любой дальности и продолжительности, в любом районе земного шара, в любых метеоусловиях, днем и ночью.

•   Наряду с указанными достоинствами для БПРЛС характерны существенные недостатки. Работа бортового передатчика демаскирует полет ЛА. Противник может создавать ложные объекты, имитирующие реально существующие, может создавать активные и пассивные помехи, затрудняющие или полностью исключающие использование БПРЛС. Поэтому в боевых условиях необходимо осуществлять мероприятия, направленные на повышение скрытностн работы БПРЛС и снижение эффективности помех. В штурманском плане должно быть предусмотрено применение БПРЛС лишь в ограниченных районах и в ограниченное время.

Ведение ориентировки и определение места ЛА

•   Ведение ориентировки. Сущность радиолокационной ориентировки заключается в глазомерной оценке положения ЛА путем сличения радиолокационного изображения местности на экране с картой.

•   Особенностями радиолокационной ориентировки являются: специфика изображения местности на экране БПРЛС, ограниченное число характерных радиолокационных ориентиров по маршруту полета, наличие искажений характера местности и объектов, возможность помех, случайных и ложных засветок, необходимость работы с органами управления. При подготовке к полету по картам и радиолокационным снимкам штурман должен изучить радиолокационные ориентиры по маршруту в полосе дальности действия БПРЛС. При этом радиолокационные ориентиры на полетной карте могут быть выделены цветными карандашами.

•   Радиолокационная ориентировка ведется по тем же правилам, что и визуальная ориентировка, и выполняется в следующем порядке:

    - счислением и прокладкой пути от последней достоверной отметки места ЛА определить на карте район вероятного местонахождения;
    - оценить, какие ориентиры должны наблюдаться в пределах радиуса обзора БПРЛС, при этом необходимо выбирать наиболее надежные и характерные ориентиры (крупные озера, реки, города);
    - сличая карту с радиолокационным изображением местности на экране БПРЛС, опознать радиолокационные ориентиры по их характеру, конфигурации, взаимному расположению, курсовому углу и удалению от ЛА;
    - после надежного опознавания ориентиров приступить к определению места ЛА.

•   Положение радиолокационного ориентира (РЛО) на экране БПРЛС определяется курсовым углом ориентира (КУО) и на- клонной дальностью (НД).

Измерение курсовых углов ориентиров, расчет пеленгов ориентиров (ПО) и пеленга ЛА

•   Курсовым углом ориентира называется угол в горизонтальной плоскости, заключенный между продольной осью ЛА и направлением на РЛО. Для определения КУО необходимо совместить электронную азимутальную линию или азимутальную черту светофильтра с отметкой ориентира на экране и по шкале углов снять отсчет (рис.19.).

Рис.19. Курсовой угол и наклонная дальность ориентира

 

•   Точность измерения КУО зависит от ошибок согласования угла поворота антенны и развертки, совмещения азимутальной черты с отметкой ориентира, округления отсчета и др.

•   Среднеквадратическая ошибка измерения КУО (S_КУО) с помощью азимутальной линии светофильтра составляет 1.5°, а с помощью электронной азимутальной линии - 1°. Измеренный курсовой угол ориентира позволяет рассчитать пеленг ориентира и пеленг ЛА.

•    Пеленг ориентира — угол в горизонтальной плоскости,. заключенный между северным направлением меридиана (магнитного, истинного, условного), проходящего через ЛА, и направлением на радиолокационный ориентир (рис.20.).

Рис.20. Опеределение ИПЛА по ИК и КУО

 

•    ПО рассчитывается по формуле

ПО=К+КУО.

•   Пеленг ЛА — угол в горизонтальной плоскости, заключенный между северным направлением меридиана (магнитного, истинного условного), проходящего через РЛО, и направлением на ЛА. ПЛА без учета угла схождения меридианов рассчитывается по формуле ПЛА = К+КУО±180°=ПО±180°.

•   Для определения линии положения и места ЛА на карте прокладывается истинный или условный пленг ЛА, если на карте нанесена сетка условных меридианов.

•   Истинный пеленг ЛА можно рассчитать по формуле (рис. 20) ИПЛА = ИК_т+ КУР ±180° + б , где ИК_т - текущее значение ИК;
  б - угол схождения между текущим истинным меридианом и истинным меридианом, проходящим через РЛО.

•   При полетах в средних широтах величину б можно не учитывать, так как она соизмерима с ошибкой определения ИПЛА или значительно меньше ее. Действительно, если взять в среднем НД =100 — 200 км, то при самых неблагоприятных случаях (когда ИПЛА близок к 90° или 270°) б будет составлять 1 — 1.5°.

• ИПЛА можно рассчитать и по формуле (рис.21.)

,

 где дельта A_РЛО - азимутальная поправка в точке расположения радиолокационного ориентира:

.

 

Рис.21. Опеределение ИПЛА по ИК и КУО

•   Место ЛА с помощью БПРЛС можно определить одним из следующих способов:

    - глазомерно;
    - пролетом радиолокационного ориентира;
    - по пеленгу ЛА и дальности до ориентира;
    - по двум дальностям до двух радиолокационных ориентиров;
    - по пеленгам двух радиолокационных ориентиров.

• Глазомерный способ определения места ЛА с по- мощью БПРЛС заключается в оценке положения ЛА (центра экрана) относительно характерных радиолокационных ориентиров и нанесении отметки места ЛА на карту. При определении места ЛА этим способом целесообразно использовать ориентиры, расположенные на небольшом удалении, на траверзе, т. е. строго слева или оправа от ЛА, впереди и сзади (рис.22.).

Рис.22. Глазомерный способ определения места ЛА

•   Пролетом радиолокационного ориентира место ЛА с помощью БПРЛС определяется при наличии на линии пути характерного радиолокационного ориентира. В момент прихода ориентира в центр экрана или на границу высотного пятна ставится отметка места ЛА на карте с указанием времени. Среднеквадратическая радиальная ошибка определения места ЛА данным способом (S_r) составляет 1 — 2 км.

•   Определение места ЛА по пеленгу ЛА (ПЛА) н дальности до ориентира заключается в одновременном. измерении КУО и НД радиолокационного ориентира с последующим расчетом и прокладкой на карте линии ИПЛА (УПЛА), на которой откладывается значение горизонтальной дальности (рис.23.).

Рис.23. Определение места ЛА по педенгу ЛА (ПЛА) и дальности до ориентира

•   Для определения места ЛА этим способом необходимо:

    - опознать на экране характерный радиолокационный ориентир;
    - вращая ручки управления дальностью и электронной азимутальной линией, совместить электронное перекрестие с отметкой выбранного ориентира (наложить на выбранный ориентир азимутальную черту);
    - снять отсчет НД и КУО, записать курс ЛА и время;
    - рассчитать ИПЛА (УПЛА) и ГД (при НД<5H);
    - на карте от опознанного ориентира отложить ИПЛА (УПЛА) и горизонтальную дальность, поставить отметку места ЛА с указанием времени определения.

•   Среднеквадратическая радиальная ошибка определения места ЛА этим способом с определяется по формуле:

•   Достоинством данного способа является возможность определения места ЛА при работе БПРЛС в секторном обзоре, что важно для маскировки полета ЛА и повышения помехозащищенности БПРЛС.

•   Недостатками способа являются относительно низкая точность определения места ЛА при использовании удаленных ориентиров я необходимость графической работы на карте. Поэтому следует выбирать РЛО, расположенные на небольшом удалении и обеспечивающие определение места ЛА с потребной точностью.

•   Для сокращения объема работы в воздухе по определению места ЛА этим способом, а также для повышения точности графических работ при подготовке к полету на полетной карте необходимо провести нормали к линии заданного пути и разметить значениями горизонтальных дальностей, а также нанести сетку изолиний расстояний и ИПЛА от характерных РЛО (рис.24.).

Рис.24. Подготовка полетной карты для применения БПРЛС

•   Определение места ЛА по двум дальностям до двух РЛО заключается в одновременном измерении дальностей до двух радиолокационных ориентиров и нахождении отметки места ЛА на карте в точке пересечения двух линий равных расстояний.

•   Для определения места ЛА этим способом необходимо:

    - выбрать на карте и опознать на экране два характерных радиолокационных ориентира;
    - рукояткой дальности совместить метку дальности с ориентиром, расположенным бл'иже к траверзу, и снять отсчет НД₁;
    - совместить метку дальности со вторым ориентиром и снять отсчет НД₂, записать время и курс ЛА;
    - при необходимости перевести НД в ГД;
    - на карте с помощью циркуля из точек РЛО₁ и РЛО₂ провести дуги окружностей радиусами ГД₁ и ГД₂;
    - из двух полученных точек пересечения линий положения местом ЛА является та, которая соответствует положению центра экрана относительно выбранных ориентиров (рис.25.).

Рис.25. Опеределение места ЛА по двум дальностям до двух РЛО

•   Среднеквадратическая радиальная ошибка определения места ЛА (s_r) этим способом определяется по формуле

.

•   Чтобы определить высоту пролета очага грозы с учетом безопасного превышения над верхней кромкой грозового облака не менее 500 м:

.

•   Если ЛА по своим техническим данным может набрать высоту пролета и больше, производится набор высоты по курсу полета или на специальном маневре. В целях безопасности набор высоты пролета должен быть закончен за 20 - 30 км до подхода к очагу грозы.

•   Бортовые радиолокационные станции обеспечивают обнаруже- ние горных участков, отдельных вершин и определение безопасного превышения над ними.

•   Сравнивая абсолютную высоту полета ЛА (высоту относительно уровня моря) с высотой наблюдаемых и опознанных на экране БПРЛС превышений (отдельных вершин), необходимо убедиться, что обеспечивается истинная высота полета над наиболее высокими препятствиями не менее 900 м.

• Величину превышения (принижения) вершин над высотой полета возможно определить по рассмотренной выше методике определения превышения грозовых облаков. По углу подъема антенны можно сделать вывод о том, находятся ли вершины выше или ниже высоты полета. Для определения же истинной высоты пролета над горами необходимо с высокой точностью измерять угол визирования вершин (E) и дальность (Д), что возможно только в специальных системах обеспечения маловысотного полета с гиростабилизацией антенны (рис.26.).

Рис.26. Сущность определения превышения полета над горными вершинами методом круга безопасности

•   В радиолокационных станциях предупреждения столкновений и навигации для обеспечения пролета горных вершин на заданной безопасной высоте предусмотрен режим «Горы - грозы». При этом используется так называемый метод круга безопасности. Для заданной H_{ист.без} и определенного угла E (в зависимости от типа бортовой радиолокационной станции) рассчитывается дальность круга безопасности

Д_{к. без}: Д_к.без = H_без. / sin E,

    где E — половина ширины диаграммы направленности узкого луча (3 - 3.5°).

•   В этом режиме антенна устанавливается в нулевое положение и стабилизируется относительно плоскости горизонта, впереди - лежащее пространство облучается узким лучом. Земная поверхность, находящаяся непосредственно под ЛА и на некотором расстоянии Д впереди него, в этом случае на экране индикатора не отображается.

•   Определение превышения полета над горными вершинами ме- тодом круга безопасности можно пояснить на рис.26.

•   При подходе к горной вершине отраженный от нее сигнал на экране индикатора будет постоянно приближаться к условному кругу безопасности (к метке дальности, установленной на дальности, равной радиусу круга безопасности для заданного превышения полета над горными вершинами). Уменьшение яркости к размера отметки при подходе ЛА к горной вершине и пропадание ее на экране на дальности, примерно равной радиусу круга безопасности и больше, свидетельствуют о том, что ЛА имеет заданное безопасное превышение над горной вершиной (рис. 26, а). Если отраженный сигнал при приближении к кругу безопасности не уменьшается в яркости и размере и после пересечения круга безопасности продолжает наблюдаться на экране, это значит, что полет проходит ниже заданной безопасной высоты (рис.26,б). В этом случае необходимо немедленно набрать высоту или выполнить маневр для обхода.

•   На точность определения безопасности превышения над горными вершинами методом круга безопасности влияют многие факторы. К ним относятся: нестабильность мощности импульса передатчика, характеристик приемника бортовой радиолокационной станции, точность стабилизации антенны относительно плоскости горизонта или продольной оси ЛА, неодинаковость отражающей способности пролетаемой местности, влияние боковых лепестков и др. Так, при безопасном превышении над горными вершинами (900 ± 300) м радиус круга безопасности составляет примерно (12 ± 3) км, при безопасном превышении (1000 ± 300) м радиус круга безопасности составляет примерно (14,3 ± 3,6) км.

•   Бортовые радиолокационные станции позволяют просматривать воздушное пространство вокруг ЛА в целях обнаружения других летательных аппаратов и предупреждения столкновения или опасного сближения с ними.

•   На экране бортовой радиолокационной станции наблюдаются ЛА, оборудованные ответчиками (активный метод локации) и не оборудованные специальными ответчиками (пассивный метод локации).

•   Сигналы, отраженные от ЛА без ответчиков, на экране могут наблюдаться на удалении до 30 км. Однако при полетах на высотах до 5000 м отметки от ЛА чаще всего невозможно выделить на фоне сигналов, отраженных от земной поверхности. Четко выделяются отметки от ЛА в высотном «пятне».

•   Дальность обнаружения ЛА с ответчиками (активный метод) составляет 50 - 60 км. При этом обеспечивается более четкая индикация сигналов ответчиков, которые не маскируются отражениями от земной поверхности и грозовых очагов.

•   При обнаружении на экране отметки от ЛА необходимо определить возможность столкновения и опасного сближения с ним.

•   Определение степени опасности сближения или столкновения осуществляется визуальным наблюдением за перемещением отметки ЛА на экране индикатора (рис.27.).

 

Рис.27. Экран индикатора

•   Потенциально опасные ЛА наблюдаются на экране индикатора под одним и тем же курсовым углом, и их перемещение происходит к центру развертки.

•   Отметки тех ЛА, возможность столкновения с которыми исключена, наблюдаются на экране под разными курсовыми углами и перемещаются по направлению, пересекающему радиальные линии.

•   В случае если яркостная отметка от ЛА перемещается к центру развертки, необходимо отвернуть свой ЛА в сторону. Направление отворота определяется на основании общей картины на экране индикатора.

•   Чтобы закрепить усвоенный материал, пожалуйста, пройдите следующий тест

 

 

• Чтобы перейти в начало страницы, нажмите СЮДА!