Перейти к основному содержанию

Морские радионавигационные устройства

Название: 
Морские радионавигационные устройства
Автор: 
Е. Я. Щеголев
Издательство: 
Государственное издательство водного транспорта
Страниц: 
229
Год издания: 
1954
Язык: 
русский
Формат: 
djvu
Размер: 
11.40 МБ

 

 

Краткое содержание

Введение

Глава 1. Общие соображения

Действие любого радиотехнического навигационного устрой­ства основано на использовании связи береговых опорных пунк­тов и судна, определяющего свое положение относительно этих пунктов с помощью радиоволн.

Для того чтобы определение места судна или его курса с по­мощью радионавигационных средств выполнялось с достаточной точностью, необходимо, чтобы процесс распространения радио­волн протекал устойчиво.

Только знание законов распространения радиоволн может обеспечить применение этих средств в условиях, соответствующих их правильной работе.

В учении о распространении радиоволн, на котором базируется вся радионавигационная техника, ведущая роль принадлежит со­ветским ученым. Ученые нашей страны всесторонне исследовали процесс распространения волн радиотехнического диапазона, при­меняя для этого весь арсенал научных средств, — от сложнейших математических выкладок до тщательного многолетнего наблюде­ния работы действующих линий радиосвязи.

Радиоволны, как и световые, являются волнами электро­магнитными. Однако уже во время первых опытов по радиосвязи было установлено, что радиоволны распространяются, следуя за­конам, в некоторых отношениях отличающимся, от соответствую­щих оптических законов. Более сорока лет тому назад Л. И. Ман­дельштам показал, что наблюдаемые расхождения между зако­нами распространения световых и радиоволн являются следствием особых условий работы антенны. Если расположить источник света от поверхности раздела двух сред на расстоянии, значи­тельно меньшем длины световой волны, что соответствует распо­ложению антенны у поверхности Земли, то кажущиеся расхожде­ния отпадают.

Глава 2. Радиопеленгование

Определение направления на передающую радиостанцию — радиопеленгование — до недавнего времени было единственным, а в настоящее время является одним из основных радиотехниче­ских приемов определения положения судна при отсутствии ви­димости.

Определение положения по радиопеленгам сводится к реше­нию плоского (при небольших расстояниях) или сферического треугольника по стороне — базису, расстоянию между опорными пунктами, и двум измеренным углам — пеленгам. Каждый из пе­ленгов дает направление на одну из радиостанций, выбранных в качестве ориентиров.

Таким образом, сеть передающих радиостанций, координаты которых точно известны, и судовой радиопеленгатор — приемное устройство, позволяющее определять направление приходящих радиоволн, составляют одно целое — угломерную радионавига­ционную систему.

Если судно не имеет радиопеленгатора, но на нём есть приемно-передающая радиостанция, то положение судна может быть определено с помощью береговых пеленгаторных станций, имеющихся, наряду с радиомаяками, на побережьях всех морей, где проходят основные морские пути.

Ориентиром при пеленговании с судна может служить пере­дающая радиостанция любого назначения, если известно ее точ­ное местоположение. Однако использование случайных ориенти­ров, например радиовещательных станций, затрудняется переры­вами в работе, редкой передачей позывных и часто их неудачным расположением. Вследствие этого на всех морях, в особенности в районах оживленного движения судов, устанавливаются специ­альные радиостанции — радиомаяки, служащие опорными пунк­тами при определении судами своего местоположения. Во многих случаях радиомаяки бывают рассчитаны на одновременное обслу­живание морского и воздушного транспорта.

Глава 3. Радиомаяки направленного действия

В настоящее время все крупные морские суда снабжаются ра­диопеленгаторами, однако имеется значительно большее число мелких судов, на которых радиопеленгаторы отсутствуют. Если на судне имеется обычная связная приемо-передающая радио­станция, то береговые радиопеленгаторные пункты могут по тре­бованию судоводителя определить пеленг судна и сообщить ему результаты измерения. Организация такого рода береговой радиопеленгаторной службы сравнительно проста, но большое число судов, в особенности малых, на которых нет передатчиков, остается не обслуженным. Для того чтобы дать и этой категории судов возможность ориентироваться в море, сооружаются радио­маяки с направленной характеристикой излучения — так назы­ваемые радиомаяки направленного действия. В настоящее время радиомаяки этого рода достигли значительного совершенства и к их помощи прибегают очень часто и крупные суда, несмотря на то, что они снабжены радиотехническими средствами судово­ждения.

Советские ученые М. В. Шулейкин, А. А. Пистолькорс, В. В. Татаринов, Н. А. Мясоедов, Л. Б. Слепян, Л. Е. Штиллерман и др. своими работами содействовали дальнейшему развитию вопросов расчета и конструирования радиомаяков. В работах этих ученых содержались также принципиально новые идеи.

Радиомаяки направленного действия по своему назначению делятся на три группы:

а)   курсовые или зональные, иногда называемые также створ­ными;

б)   дающие пеленг;

в)    указательные.

Радиомаяки последней группы, назначением которых является предупреждение штурмана о достижении судном или самолетом определенного района, получили . широкое распространение в авиации, но в мореходной практике применяются очень редко, и поэтому мы на них останавливаться не будем.

Глава 4. Радиолокационные станции

Самой новой отраслью радиотехники является так назы­ваемая «импульсная» техника, основанная на использовании кратковременных сигналов (импульсов) длительностью в мил­лионные доли секунды (и даже еще более коротких). Работа ра­диоустройств кратковременными импульсами применяется в на­стоящее время для самых разнообразных целей. Так, например, телевидение; не могло бы быть осуществлено без применения им­пульсных посылок, синхронизующих работу телевизионных при­емников с работой передающего центра; связь на ультракорот­ких волнах, имеющая перед передачей с помощью более длин­ных волн важное преимущество — освобождение от атмосферных помех, осуществляется нередко путем передачи быстро следую­щих друг за другом импульсных посылок. Такова, в частности, получившая в последнее время распространение многоканальная радиосвязь, т. е. одновременная передача одной радиостанцией нескольких сообщений (звуковых или зрительных).

Важнейшее значение для целей навигации имеют радиолока­ционные  станции. Радиолуч локатора проникает сквозь дождь и туман. Радиолокаторы работают одинаково надежно ночью и днем. Благодаря этим качествам радиолокационные станции поз­воляют обнаруживать суда в море, берега, острова, даже буи и шлюпки; предотвращают опасность столкновений с надводными препятствиями и другими судами; дают возможность опознавать берега и безопасно плавать в узкостях; обеспечивают уверенный вход в порт и выход из него, — и все это независимо от условий видимости.

Глава 5. Импульсные устройства для дальней навигации

Импульсная техника оказывается полезной и для решения навигационных задач при плавании в большом удалении от бе­регов, но способ ее применения иной, чем в радиолокационных установках.

Так как расстояния до ближайших берегов в океане измеря­ются не единицами, а сотнями и тысячами миль, то, очевидно, применение ультракоротких волн здесь невозможно. Короткие волны с длиной в несколько десятков метров также неприменимы. Хотя они и распространяются далеко за пределы видимого гори­зонта, но поверхностная волна в этом диапазоне частот с рас­стоянием очень быстро ослабевает, отражение же ионосферой весьма интенсивно, но крайне неустойчиво. Поэтому устройств, обслуживающих дальнюю навигацию, в которых применялись бы короткие волны, не существует.

Остаются волны среднего и длинноволнового диапазонов.

Чем длиннее волна, тем устойчивее условия ее распростране­ния, но получение очень коротких импульсов на длинных волнах невозможно. По этой причине пришлось для устройств, работаю­щих на больших расстояниях, применять самые короткие из волн, которые при распространении вдоль поверхности Земли еще не испытывают слишком большого ослабления, т. е. волны порядка 150—200 м.

Поскольку радиус действия этих устройств должен быть воз­можно больше, то передатчики должны иметь достаточную мощ­ность. Мощность колебаний в действующих установках в момент излучения импульса достигает 150—300 кет и даже более. Благо­даря такой мощности зона, в которой возможен прием прямого луча, достигает над морем более тысячи километров.

В этом диапазоне волн невозможно использовать прямое отра­жение от естественных или искусственных отражателей при пла­вании в открытом море по следующим причинам.

Глава 6. Фазовые устройства для измерения расстояний

Глава 7. Фазовые разностно-дистанционные устройства

Глава 8. Однозначное определение в фазовых системах

Заключение

Техническая библиотека

Вверх