Общие сведения о радионавигации

Лекция 1

Слово «радионавигация» означает мореплавание, судоходство с использованием радиотехнических методов. В задачу радионавигации входят:

- определение места судна в море;

- обеспечение навигационной безопасности плавания вблизи берегов, узкостях, по рекомендованным курсам и фарватерам;

- навигационное обеспечение, при выполнении судами специальных работ (в т.ч. боевых действий кораблей);

- координирование океанографических, гидрографических и др. специальных работ (в т.ч. определение маневренных элементов движения судов).

Эти задачи решаются с помощью радионавигационных приборов и систем.

Следует отметить, что именно за последние 20 лет развитие радионавигационных средств проходило достаточно бурными темпами. Не многие из научных или промышленных разработок осваивались с такой же быстротой и имели столь широкие масштабы внедрения. Радионавигационные средства уже продемонстрировали своё значение и надёжность работы, как в мирных, так и в военных целях. В настоящее время процесс их совершенствования продолжается.

Как следует из анализа статистических данных за последние несколько лет и результатов исследований, значительное увеличение столкновений судов и посадок на мель вызвано неумением судоводителей правильно интерпретировать наблюдения и считывать показания радионавигационной аппаратуры, особенно радиолокаторов.

В каких бы точках Мирового океана не находилось судно, оно должно обеспечиваться надежной радиосвязью с берегом. Современные суда оборудуются различными радионавигационными приборами, которые повышают безопасность мореплавания.

Впервые в мире на возможность использования радио в кораблевождении указал в конце XIX века ученый и изобретатель А.С. Попов. Это изобретение беспроволочного телеграфа и открытие явления отражения радиоволн различными объектами, находящимися на пути распространения электромагнитной энергии. Его выводы о возможности сделать маяки видимыми в тумане и плохую погоду, возможности определения направления на радиомаяки получили дальнейшее развитие в радионавигации и радиолокации. Радио явилось не только незаменимым средством связи, но и получило широкое применение как весьма эффективное средство судовождения.

Н.Д. Папалекси, будучи еще студентом, провел первые опыты по определению направления на передающую станцию с помощью рамочной антенны.

Адмирал С.О. Макаров первый предложил применить открытие А.С. Попова для разведки, издав с этой целью даже приказ.

В 1912 году В.Н. Баженов начал производить опыты по созданию радиомаяков направленного действия. Тогда же И.И. Ренгартеном был сконструирован первый радиопеленгатор. Они были берегового типа и применялись для пеленгования судов с берега. Пеленгаторы такого типа были установлены при входе в Финский залив и применялись как средство разведки в период I-ой мировой войны.

Однако развитие средств навигационного оборудования было недостаточным. В дореволюционной России не было установлено ни одного радиомаяка. Более интенсивное развитие средств радионавигации начался после 1917 года. В 1926 – 1927 годах стали изготавливаться первые радиопеленгаторы ПГС-2 (М.Е. Старик, И.С. Кукекс) в Ленинграде.

В 1928 году была построена серия слуховых радиопеленгаторов типа РПН с поворотной рамкой («Победа»). В 1929 году закончены опыты по использованию радиопеленгаторов на подводных лодках.

В 1932 – 1934 годах созданы первые радиомаяки кругового излучения.

Совершенствование развития радионавигационных методов определения места судна было проведено благодаря работам советских ученых академиков Л.И. Мандельштама и Н.Д. Папалекси, предложивших в 1930 году способ измерения расстояния между двумя радиоустановками, основанный на определении фазовых соотношений..

В 1937 году М.А. Бонч–Бруевич, применив импульсную передачу радиоволн, построил радиодальномер, который успешно использовался при исследованиях ионосферы.

В 1938 году инженер Э.М. Рубчинский предложил импульсную разностно–дальномерную систему. Спустя некоторое время создаются фазовая РНС «Координатор», импульсная дальномерная РНС «Рым», которые обеспечивали выполнение специальных работ в последующие два десятилетия. На смену им приходят РНС «БРАС», «РС-10», РСВТ-1с, с приемоиндикаторами «Галс», «КПФ-2», «КПФ-3к». Разрабатываются системы ГРАС, МАРС-75 с приемоиндикатором КПФ-5, РСДН-3 (приемоиндикаторы КПИ-4, КПИ-5, КПИ-6ф, КПИ-7ф), РСДН-20.

1955 год явился началом разработки маркерного радиомаяка МРМ-54. С.

Освоено производство слуховых, автоматических, двухканальных радиопеленгаторов РПН-50, «Рыбка», типа АРП–50, АРП–53, АРП–58, «Румб».

Из зарубежных радионавигационных систем разрабатывается и вводится в эксплуатацию импульсная гиперболическая РНС «Лоран-А» (США), цепочки которой до настоящего времени обеспечивают безопасность мореплавания вблизи берегов Японии и Китая. Позднее была разработана импульсно-фазовая гиперболическая РНС «Лоран-С», обеспечивающая большую дальность действия и высокую точность определения места.

На основе работы советских ученых английская фирма «Декка–навигатор» по заказу Британского Адмиралтейства в 1944 году разработала фазовую РНС, являющуюся в принципе копией фазового зонда. Первое практическое применение РНС «Декка» получила в боевой операции при высадке десанта войск союзников на французском побережье в 1944 году, обеспечив подход десантных судов к побережью с точностью до 18 м.

Запуск в СССР 4 октября 1957 года первого в мире ИСЗ открыл космическую эру и положил начало спутниковой радиосвязи и радионавигации. Первые опыты в области спутниковой радиосвязи и радионавигации начали в СССР и США в 1957 году на основе разработок, которые впервые были выполнены в СССР под руководством академика В.А. Котельникова. В настоящее время на смену низкоорбитальным СНС «Транзит» и «Цикада» пришли среднеорбитальные СНС «НАВСТАР» и «ГЛОНАСС» с более высокой точностью определения места. В системе ГМССБ применяется СНС «КОСПАС-САРСАТ».

Значительный вклад в область судовождения внесли радиолокационные методы обнаружения надводных и наземных объектов.

были проведены испытания первой экспериментальной доплеровской радиолокационной установки «Стрела». Они показали, что небольшие самолеты обнаруживались на расстоянии 10–12 км, а суда на расстоянии 3–5 км.

В октябре–ноябре 1939 года в морских условиях была испытана в районе Севастополя радиолокационная станция (РЛС) импульсного типа. В процессе этих испытаний впервые практически было выяснено влияние длины волны и высоты установки антенны на дальность обнаружения надводных объектов.

В 1950 году импульсная 3–сантиметровая судовая навигационная РЛС, получившая название «Нептун», успешно прошла государственные испытания и была принята для установки на судах.

Радиолокация успешно применяется для управления движением судов в портах. В 60-х годах ряд морских портов был оборудован первыми береговыми радиолокационными станциями (БРЛС) типа «Раскат»,

Следующий этап в развитии и совершенствовании судовых навигационных РЛС – создание автоматизированных станций (систем), заложивших основу автоматизации процессов судовождения. Первая радиолокационная станция такого типа – РЛС «Океан»,

РЛС «Океан» двухдиапазонная, работает на волнах 3,2 и 9,8 см, имеет в своем составе устройства, обеспечивающие как относительную, так и истинную индикацию движения объектов, автоматическое сопровождение объектов в режиме кругового обзора окружающего пространства, автоматическое решение задачи расхождения с сопровождаемым объектом (целью). РЛС «Океан» – первая станция в мире, у которой для решения задачи расхождения судов были применены автоматическое сопровождение цели и вычислительное устройство.

Это первая РЛС, у которой практически была осуществлена индикация истинного движения объектов (целей), а также применена электронно-лучевая трубка с большим диаметром экрана – 450 мм.

Импульсные судовые навигационные РЛС характеризуются достаточной разрешающей способностью, точностью измерения расстояний и направлений на обнаруживаемые объекты, минимальными габаритными размерами и массой. Создаются импульсные судовые навигационные РЛС «Миус», «Печера», «Наяда».

РЛС «Наяда-5» по сравнению с предыдущей серией РЛС «Наяда» («Наяда-1», «Наяда-2», «Наяда-3». «Наяда-4») имеет бóльшую мощность излучения, увеличенные размеры экрана ЭЛТ и может сопрягаться с устройством оценки опасности сближения с надводными объектами.

создания автоматизированной РЛС, работающей как в обычном режиме, так и в режиме автоматической радиолокационной прокладки (АРП). В конце 70-х годов была закончена разработка новой двухдиапазонной автоматизированной судовой навигационной РЛС типа «Океан-С», отвечающей требованиям и рекомендациям IMO.

современные радары в связи с достаточно бурными темпами развития радиоэлектронных систем навигации имеют значительные преимущества перед вышеприведенными РЛС. Это, прежде всего:

- значительно уменьшенные вес и габариты;

- наличие цветного изображения;

- простота в эксплуатации;

- применение современных технологий обработки сигналов;

- применение новых надежных приводов антенн и новых усовершенствованных антенн;

- наличие простой системы управления при помощи клавиш, валкодеров и меню;

- наличие встроенной системы ЕРА и возможности дополнительной установки ARPA;

- наличие традиционных для современных высокотехнологичных радаров целого ряда функций (двойные электронные курсоры азимута (EBL), дальности (VRM) и маркера удаления (EVRM), режим смещения, память для созданных оператором карт и др.;

- наличие автоматической системы управления настройкой приемника.

Дата добавления: 2014-01-20