Рсдн 3 10

Радионавигационные системы для определения места судна

РНС «ЧАЙКА» и ЛОРАН-С

Наземные РНС ЧАЙКА и ЛОРАН-С до настоящего времени еще не достигли полной реализации своих потенциальных возможностей, так как главным образом использовались в стандартном разностно-дальномерном (гиперболическом) режиме.

Однако этому режиму свойственны ограничения как по точности определения местоположения объекта (обусловленные геометрическим фактором в зависимости от расположения потребителя относительно наземных станций

РНС), так и по размерам рабочей зоны системы. Кроме того, требования потребителей постоянно растут и эти системы неполностью удовлетворяют требованиям по точности, доступности и целостности при решении ряда практических задач.

В настоящее время в РНС ЛОРАН-С все более широкое развитие получают другие режимы их использования, а именно: работа с функционально-равноценными станциями, дальномерный режим и одновременная работа по смежным цепям. Все это способствует повышению точности, достоверности решения навигационной задачи, доступности и увеличению рабочей зоны системы.

В настоящее время наземные станции РНС ЛОРАН-С привязаны к шкале времени (ШВ) UTC (USNO — United States Naval Observatory) с погрешностью 100 нс (0,1 мкс), а отечественные станции РНС ЧАЙКА — к шкале времени UTC (SU — Soviet Union) — ШВ ГЭВЧ (шкала времени Государственного эталона времени и частоты) с погрешностью 1,0 — 1,5 мкс.

Фазовые РНС (Декка), принцип ее построения

Принцип основан на измерении разности расстояний до береговых ориентиров фазовым методом. На судне измеряется разность фаз незатух. колебаний излучаемых 2-мя береговыми станциями с помощью приемоиндикаторов и фазометрами.
Известно, что разность расстояний, есть величина const на гиперболе для двух точек. Таким образом измерив разность фаз колебаний узлучения береговых станций, можно найти линию положения судна на гиперболе с фокусами в точках.

Неоднозначность (многозначность): грубые и точные дорожки. В новых моделях многозначность устраняется путем получения более широких дорожек, «Грубые» дорожки называются зонами. Обычно число зон базы близко к десять.

РНС Доплеровского типа и их принцип действия. Опр. места судна. Оценка точности.

Используется разностно-дистанционный метод: При движении спутник быстро меняет положение. Расстояние между какими-либо 2мя фиксированными положениями спутника называется базой.
Если измерить разность расстояния от судна до двух положений спутника, то место судна окажется на поверхности гиперболоида вращения, фокусы которого совпадут с концами базы. Изолинией является близкая к сферической гиперболе кривая. Вторая гипербола может быть получена, когда спутник переместится в 3е положение. Разность расстояний измеряется Доплеровским методом.

Доплеровский сдвиг частоты пропорционален радиальной скорости перемещения спутника относительно судна. Для получения разности расстояний между судном и двумя положениями ИСЗ в течение прохождения спутником базы, ведут подсчет числа импульсов биений доплеровской частоты (каждому подсчитанному числу биений соответствует определенное значение разности расстояний). Интервал времени между последовательными положениями спутника 24 -–120 сек. Средняя точность: 2 – 3 каб.

Спутниковая РНС “ Навстар “

Данная РНС предназначена для определения места положения различных подвижных объектов в любой точке Земли или околоземного пространства в любое время суток независимо от погодных условий. Система “Навстар” после её полного развёртывания должна состоять из 18 (24) ИСЗ на шести орбитах по три равномерно расположенных ИСЗ на каждой. Орбиты почти круговые с высотой H = 20240 км. Угол наклона i=550 .

При этом плоскости орбит пересекаются под прямым углом, образуя на поверхности Земли восемь равных октантов. Это обеспечивает единообразную зону точности на всей поверхности Земли. Период обращения ИСЗ 12 ч. Радиус зоны радио видимости 76o. В ней могут наблюдаться одновременно от четырёх до семи ИСЗ.
Определение места будет производиться пассивным дальномерным методом до четырёх ИСЗ, наиболее удобно расположенных. К ним относятся три ИСЗ, имеющих малые высоты и разность азимутов около 120o, и один ИСЗ — в зените наблюдателя. На спутниках применяют цезиевые стандарты частоты с нестабильностью 10-13 за сутки.

Приём информации производится на двух частотах 1227,60 и 1575,42 МГц с применением псевдошумовой модуляции. Мощность излучения 450 Вт.

Измеряемые радионавигационные параметры: задержка и доплеровское смещение частоты принимаемого сигнала относительно его модели, формируемой в судовой навигационной аппаратуре. Задержка позволяет определить расстояние, доплеровское, смещение — радиальную скорость.

Каждый ИСЗ излучает сложный сигнал на двух частотах, состоящих из точного навигационного сигнала типа Р (precise code) и грубого навигационного сигнала типа С / А (coarse/ acguisition — грубо/наведение). Сигнал защищён от несанкционированного использования и позволяет производить высокочастотные навигационные измерения, С/А открыт для всех потребителей и позволяет производить навигационные измерения пониженной точности.

Предполагается при вводе в эксплуатацию РНС “Навстар” в целях экономии закрыть все остальные РНС, находящиеся под контролем США: “Транзит”, “Лоран-С”, “Омега” и др.

В России создаётся аналогичная по характеристикам РНС “Глонасс”. РНС “Глонасс” будет базироваться на 9….12 ИСЗ, расположенных на орбитах высотой около 20000 км, наклонением примерно 63o в трёх плоскостях по 3….4 ИСЗ в каждой. Каждый ИСЗ будет непрерывно излучать по два радионавигационных сигнала в диапазонах 1240…1260 и 1597…1617 МГц

Навигационная система EUROFIX

Развитие современных средств радионавигации привело к созданию интегрированной навигационной системы EUROFIX. Эта система объединяет Глобальную навигационную спутниковую систему (ГНСС), дифференциальную ГНСС и РНС ЛОРАН–С. Цель создания EUROFIX – обеспечение возможности передачи дифференциальных поправок для СРНС НАВСТАР в навигационном канале РНС ЛОРАН–С. Система EUROFIX в равной степени может быть использована как морскими, так и воздушными и наземными потребителями.

Совместное использование ИФ РНС и СРНС открывает широкие возможности по повышению радионавигационного обеспечения потребителей.
В подтверждение этого представителями технического университета технологии и радиоэлектроники в г. Дельфт (Нидерланды) предложена концепция создания Единой европейской системы определения местоположения объектов (EUROFIX) на базе совместного использования европейских цепей РНС ЛОРАН–С и СРНС НАВСТАР.
Эта концепция, включающая в себя комплекс СРНС НАВСТАР – дифференциальная подсистема НАВСТАР – РНС ЛОРАН–С, определена и воплощается в жизнь. Кроме того, в EUROFIX обеспечивается возможность передачи коротких сообщений и других данных в формате сигнала СРНС ЛОРАН–С.

В системе EUROFIX предусмотрена возможность передавать дифференциальные поправки СРНС НАВСТАР и информацию о целостности посредством модуляции навигационного сигнала ЛОРАН–С. Создание такой системы позволяет улучшить возможность калибровки РНС ЛОРАН–С с помощью дифференциальной подсистемы НАВСТАР.
При непрерывной калибровке РНС ЛОРАН–С (пока космические аппараты находятся в поле зрения потребителя) посредством дифференциальной подсистемы СРНС осуществляется повышение точности определения места по наземным РНС.
Результаты экспериментальных исследований, проведенных в Норвегии, показали, что погрешность определений места по РНС ЛОРАН–С в этом случае составляет менее 5 м (Р = 0,95) в течение 2-х часов после калибровки с помощью DGPS и менее чем 25 метров в течение 24 часов.

Фирмы – разработчики приемоиндикаторной аппаратуры в настоящее время приступили к производству новой комплексированной аппаратуры НАВСТАР/ГЛОНАСС/ЛОРАН–С/ЧАЙКА.

Создание EUROFIX – это эффективное и низкостоимостное решение для создания дифференциальной подсистемы ГНСС при передаче поправок через существующую сеть наземных станций ЛОРАН-С.

Технология EUROFIX получила свое новое название в США, как SYLFA/GPS (Synchronised Low Frequency Augmentation of GPS)

Дегустация Чайки. В арсенал радио-хакера

Вот бывает же так, всю жизнь учишься, работаешь, думаешь ты такой наиперцовейший перец, соль земли, и тут бац понимаешь…

Дело было так, задумал я систему местоопределения помех навигации, сделал плату для нее. Пишу, честно так, без лукавства, дескать, вход синхронизации есть, можете подать туда сигнал точного времени PPS и делать измерения.

И тут до меня дошло: если нет навигации, то ведь и точного времени тоже нет! (Тут я и вспомнил старика Мюнхаузена, который тоже хотел вытащить себя самого за волосы из воды) Почти все сегодня, включая меня, еще не до конца на бытовом уровне чувствуют эту технологическую и, в то же время, принципиальную связь пространства и времени, и те беды, которые несет наплевательское к нему отношение.

Но выход, конечно же, есть. Ведь все хорошее придумано до нас.

Есть система позиционирования Чайка. С точки зрения позиционирования, она не очень глобальная, работает регионами, но нашу страну покрывает. Ее наименование включает аббревиатуру ИФРНС, что значит импульсно-фазовая радио-навигационная система. То есть, сначала положение приемника вычисляется грубо по разнице задержек импульсов, и потом уточняется по разнице фаз.

В США есть аналогичная система — Loran.

Сейчас наблюдается повышенный интерес к этим системам, так как спутниковые навигационные сигналы на практике оказались легко подвержены подавлению и имитации. Особенно беспокоятся военные. И не то, чтобы эти ИФРНС были как-то имито- или помехо-защищены. Просто война предполагает использование комплекса средств, нужно задействовать все возможные средства и обрабатывать их совместно.

Вы найдете в сети массу красивых фотографий мачт передатчиков, описаний принципов работы и многого другого. Есть статья на Хабре про обработку сигнала ИФРНС. Круто!

Мой опыт работы с сигналом пока носит поверхностный характер. Я просто попытался увидеть его и записать. Для этого я сдул пыль со старой платы ввода USB3 с АЦП LTC2217.

АЦП здесь тупо заведена на CYUSB3014, тактируется он от генератора 40 МГц. Этого вполне достаточно для оцифровки сигнала ИФРНС с несущей частотой 100 кГц.

Сначала я пытался увидеть структуру сигнала, прицепив провод-антенну прямо к АЦП. И делал я это в городе. Ничего обнаружить не удалось, хотя антенна была метров 15 длиной. Было все, что угодно, но не пачки из девяти или восьми радио-импульсов с периодом следования 1 миллисекунда и временем между пачками около 80 миллисекунд. Удаление от жилых кварталов ничего не дало: так как фильтра на входе не было, нужные частоты были забиты сигналами вещательных станций. Стало ясно, что антиэлиасинговый фильтр нужен обязательно. И лучше всего с усилителем.

И мир не без добрых людей. Уважаемый СРЖ дал мне во временное пользование некое чудо инженерной мысли, которое не только пропускает частоты от 9 кГц до 30 МГц, но еще и усиливает на 15 дБ.

Но в городе увидеть сигнал все равно не вышло. Пришлось ехать в поле, подальше от людей, чтобы уже наверняка. И, о чудо, там сигнал показал нам свой округлый бочек!


Больших деревьев вблизи не оказалось, антенну забросили на небольшие кусты. Антенна была симметричная — диполь, просто два провода, припаянные к плечам входной цепи фильтра-усилителя. Сначала плечи диполя были распущены полностью, длина была метров по 7. Сигнал отличный! Потом я стал уменьшать плечи, скручивая их концы кольцами методом половинного деления. При длине в восемь раз меньше сигнал уже стал уходить под шумы.

Я не могу сказать по временной диаграмме об отношении сигнал-шум (ОСШ), и не могу раскрыть связь ОСШ с точностью позиционирования, это дело специалистов, но я хочу заметить, что при длине плеча меньше метра сигнал был виден глазом. Это дает надежду, что принимать сигнал можно будет на небольшую антенну, которую можно будет носить с собой. Как нажористая чайка на фото ниже.

И действительно, есть продающийся давно модуль от питерского РИРВа и антенна небольшого размера.

Теперь у нас есть записи сигнала и мы можем начать разбираться с тем, как вернуть себе пространство и время, потерянное в зонах подавления и имитации спутниковой навигации.

Мне кажется, что в недалеком будущем можно будет установить приемник ИФРНС даже на летающий беспилотник. И таким образом уйти от помех навигации.

Прошу специалистов по ИФРНС не бить меня ногами за простоту подхода, а способствовать развитию техники. Ваше мнение и помощь в освоении приема будут очень полезными. Меня, например, интересуют получаемые точности позиционирования в разных условиях. Говорят, есть даже дифференциальные решения для ИФРНС.

Нужны ли Вооруженным силам России радиотехнические системы дальней радионавигации?


В целях обеспечения безопасности движения на воздушном, наземном и морском транспорте, а также решения ряда специальных задач на основании Постановлений правительства, в Советском Союзе была создана создана система дальнего радионавигационного обеспечения (ДРНО).
ДРНО предназначено для создания условий боевого применения авиации на театрах военных действий, операционных направлениях и в военно-географических районах, а также самолетовождения при выполнении всех видов полетов.
Основными задачами ДРНО являются:
обеспечение решения боевых задач авиацией в тактической, оперативной и стратегической глубине противника;
обеспечение решения задач боевой подготовки авиационными объединениями, соединениями и частями;
обеспечение полетов летательных аппаратов по оптимальным маршрутам, над безориентирной местностью, акваториями морей и океанов;
обеспечение безопасности полетов летательных аппаратов.
Применение средств дальней радионавигации обеспечивает решение авиацией ВС следующих задач:
применение авиационных средств поражения;
десантирование;
ведение воздушной разведки;
преодоление зоны ПВО противника;
взаимодействие с сухопутными войсками и силами флота.
В настоящее время основными средствами ДРНО авиации ВС РФ являются радиотехнические системы дальней навигации (РСДН). РСДН предназначены для определения местоположения подвижных объектов в любое время суток и года при неограниченной пропускной способности в заданной зоне действия.
Высокая эффективность данных систем подтверждена более чем 30-летним опытом их эксплуатации, в том числе и в условиях локальных вооруженных конфликтов в Афганистане и на Северном Кавказе, где в условиях горной и безориентирной местности РСДН зачастую являлись единственным средством коррекции пилотажно-навигационных комплексов для решения задач воздушной навигации и боевого применения.
Потребителями РСДН являются все виды ВС РФ. Кроме Минобороны, потребителями навигационной информации, формируемой РСДН, являются МЧС, МВД, ФПС, Министерство транспорта России. Кроме того, станции ДРН работают в Государственной системе единого времени и эталонных частот.
В структуру наземной станции РСДН входят:
аппаратура управления и синхронизации;
радиопередающее устройство мощностью от 0.65-3.0 миллионов Ватт (в импульсе);
общепромышленное оборудование (автономная ДЭС мощностью 600-1000 кВт, кондиционирование, связь и т.д.);
центр службы единого времени высокой точности — СЕВ ВТ. Он оснащен комплексом аппаратуры, которая создает, хранит и транслирует на передающее устройство для излучения в эфир временные секундные метки. Основой СЕВ ВТ является атомный стандарт частоты, который генерирует высокостабильные электромагнитные колебания с относительной нестабильностью 1х10-12. В хранителях времени формируются временные последовательности: секунды, минуты. пятиминутки и т.д. Временные метки станции «привязаны» к национальной шкале времени. Эти сигналы используются при запуске космических аппаратов, в навигации, геологии, геодезии и т.д.
В настоящее время развернуты и эксплуатируются следующие радиотехнические системы дальней навигации:
1.Фазовая РСДН-20 «Маршрут».
2.Системы РСДН «Чайка»:
— Европейская РСДН-3/10;
— Дальневосточная РСДН-4;
— Северная РСДН-5.
3.Мобильные системы РСДН-10 (Северо-Кавказская, Южно-Уральская, Забайкальская, Дальневосточная).
Первая радиотехническая система дальней навигации, на территории бывшего СССР, РСДН-3/10, была создана после модернизации РНС «Меридиан» и «Нормаль». Принята в эксплуатацию в составе ВВС в начале 70-тых годов прошлого века.
В состав РСДН-3/10 входят 5 станций дальней радионавигации (ДРН): три станции расположены на территории Российской Федерации (н.п. Карачев, н.п. Петрозаводск, н.п. Сызрань), одна станция на территории Белоруссии (н.п. Слоним) и одна станция на территории Украины (н.п. Симферополь).
После распада СССР РСДН-3/10 функционирует в соответствии с межправительственным Соглашением о дальнем радионавигационном обеспечении в Содружестве Независимых Государств от 12 марта 1993 года. Согласно статьи 2 данного Соглашения его участники признали необходимым сохранить действующие на их территории радионавигационные системы, а также существующий порядок их деятельности.
Аналогом отечественных РСДН (Чайка) за рубежом являются радионавигационные системы (РНС) Loran -С (США).
Начало 90-х гг. прошлого века ознаменовалось бурным развитием спутниковых навигационных систем (СНС). В США была создана Global Positioning System (GPS «Навстар»). В Советском союзе получила широкое развитие глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС) под названием «Ураган». СНС отличались высокой точностью определения координат подвижных объектов (десятки, а отдельных случаях единицы метров), созданием глобального радионавигационного поля, возможностью получения на борту подвижного объекта трехмерных координат. Параметры РСДН были более скромными: точности составляли 0,2 -2,0 км., они имели ограниченную рабочую область. Например, рабочая область Европейской РСДН-3/10: акватория Баренцева моря – акватория Черного моря и Уральские горы – Германия. СНС, благодаря своим уникальным параметрам, создали впечатление, что время наземных РСДН прошло. Однако после проведенных испытаний СНС на помехозащищенность и устойчивость работы, были получены неутешительные результаты. Дело в том, что в определении местоположения объектов в СНС используются шумоподобные сигналы. Подавить такой сигнал в зоне действия авиации не представляет большой технической сложности. Казалось, что выход в комплексном использовании этих двух видов навигации: Европейские специалисты пошли по этому пути. Создали контрольно-корректирующую технологию «Еврофикс» — систему совместного использования РСДН и СНС. Мы идем своим путем. И вот, в районе п. Таймылыр уничтожено уникальное сооружение, передающая антенна высотой 460 м.. почти останкинская башня за полярным кругом. Аппаратура и оборудование просто брошены. На создание взорванного объекта было затрачено 175,2 миллионов (советских) рублей.
Как стало известно, недра ледовитого океана таят в себе огромные запасы природных ископаемых. Можно предвидеть борьбу приполярных государств (да и не только их) за эти богатства. Понятно, что навигационные средства в этом регионе в будущем будут играть решающую роль. Поэтому средства радионавигационного обеспечения в Арктическом регионе должны быть сохранены.

dmitry_kulikov

Местонахождение передатчика «Чайка» : Крым, село Горка входит в состав Плодовского сельского совета, Бахчисарайский район.
История: село Горка возникло в начале 1950-х годов, как закрытый посёлок при воинской части, занятой строительством и эксплуатацией передатчика глобальной навигационной системы Чайка.
Существует 5 цепочек «Чайки»:
GRI 8000 — Европейская цепь (1969, РСДН-3/10, )
GRI 7950 — Восточная цепь (1986, РСДН-4, )
GRI 5980 — Российско-Американская цепь в Беринговом море (1995-2010, , )
GRI 5960 — Северная цепь (1996, РСДН-5, )
GRI 4970 — Северозападная цепь (РСДН-5, )
А также Северо-Кавказская (ведомая станция №2 Цхакая/Сенаки), Южно-Уральская (GRI 5970), Сибирская, Ангарская, Саянская, Забайкальская, Дальневосточная цепи построеные на базе маломощных мобильных станций РСДН-10.
О Передатчике «Симферополь» навигационной системы «ЧАЙКА»
Наша Чайка входит цепочкуGRI 8000, её зарактеристики: Задержка излучения, мкс — 53070.25, Кодовая задержка — 50000, Мощность, кВт — 550.
Европейское звено системы разработана в соответствии с Постановлением Совета Министров СССР № 1194-507 от 18 ноября 1960 года. В 1988 г. проведена модернизация системы и в 1989 г, принята в эксплуатацию в составе пяти станций.
Дальность действия системы 1500-1900км.
Предназначена для определения координат самолётов и кораблей с погрешностью 50…100 м. Система была разработана по заказу ВВС СССР и является российским аналогом американской системы Loran-C. Главный конструктор Э. С. Полторак.
Состоит из пяти мачт, каждая примерно по 120 метров высотой, тоннелей из под телеметрии. Несмотря на заброшенность, мачты находятся под напряжением в целях защиты от распила.

Общая информация:
В настоящее время ИФРНС LORAN-C продолжает обеспечивать навигацию гражданских и некоторых видов военных потребителей различных государств в море, воздухе и на суше.
«Чайка» — импульсно-фазовая радионавигационная система длинноволнового диапазона, предназначенная для определения координат самолётов и кораблей с погрешностью 50…100 м.
Завершены работы по созданию объединенной российско-американской цепи «ЧАЙКА»/LORAN-C в составе двух российских станций в районах городов Петропавловск-Камчатский и Александровск-Сахалинский и одной американской станции LORAN-C на о. Атту (США).
PHC LORAN-C остается самой распространенной системой с наземным базированием: количество ее потребителей в мире в 1997 г. составляло около 1,3 млн, причем более половины находятся в США (морские — около 500 тыс., авиационные — около 130 тыс., наземные — около 30 тыс.)
К сожалению, номенклатура и объем выпускаемой отечественной приемоиндикаторной аппаратуры PHC «ЧАЙКА» в настоящее время недостаточны для удовлетворения требований многочисленных потребителей. По уровню технических решений отечественная приемоиндикаторная аппаратура не уступает зарубежной, однако ее элементная база отстает от зарубежного уровня. В настоящее время ведутся разработки новых образцов отечественных приемоиндикаторов PHC «ЧАЙКА»/LORAN-C.
Принцип действия и режимы использования сигналов ИФРНС LORAN-C и «ЧАЙКА»
Передающие станции ИФРНС LORAN-C и «ЧАЙКА», излучающие группы (пачки) из восьми («ведомые» станции) или девяти («ведущие» станции) импульсов на несущей частоте 100 кГц, объединены в цепи — группы станций, излучающих синхронизированные импульсные сигналы с одинаковой частотой повторения.
Каждая цепь состоит из одной «ведущей» и двух-четырех «ведомых» передающих станций.
Интервалы повторения пачек импульсов используются для опознавания цепей и уменьшения взаимных помех между ними. Значения интервалов повторения пачек изменяются от 40 000 до 99 990 мкс с дискретом 10 мкс.
Классическим режимом использования сигналов ИФРНС является стандартный разностно-дальномерный (гиперболический) режим.
Этому режиму свойственны ограничения по точности и размерам рабочей зоны, обусловленные геометрическим фактором, зависящим от взаимного расположения передающих станций и потребителей. Поэтому в зависимости от задач и требований потребителей получили широкое распространение и другие режимы использования сигналов ИФРНС, а именно: режим работы с функционально равноценными станциями, дальномерный, дифференциальный режимы, режим одновременной работы со смежными цепями.
Режим работы с функционально равноценными станциями реализуется в бортовой аппаратуре потребителей с помощью специальных алгоритмов и позволяет повысить точность местоопределения. В данном случае ведущая станция рассматривается в алгоритме обработки сигналов как обычная ведомая.
При наличии на борту потребителя высокостабильного опорного генератора частоты можно обеспечить повышение точности и надежности местоопределений.

При использовании метода одновременной работы со смежными цепями (объединенные цепи) возможны два варианта обработки информации. В первом варианте одну гиперболу получают с помощью пары станций одной цепи, а другую — с помощью пары станций другой цепи. Во втором варианте в бортовой аппаратуре используется алгоритм обработки, при котором одна гипербола получается путем измерения разности времен приема сигналов пары станций одной цепи, а другая создается «искусственно» с помощью пары станций двух смежных цепей. Режим работы со смежными цепями позволяет существенно повысить точность местоопределений и расширить рабочие зоны. приемоиндикатором контрольной станции, сравнивается с разностью времен, вычисляемой для этой точки. Результат сравнения этих данных дает поправку на распространение радиоволн, которая автоматически передается потребителям. Реализация дифференциального режима в системах LORAN-С/»ЧАЙКА» позволяет повысить точность местоопределения до 10-50 м в радиусе до 150-200 км от станции передачи поправок.
ИФРНС ЛОРАН-С и «ЧАЙКА» как компоненты интегрированного радионавигационного поля
Отечественный и зарубежный опыт создания и эксплуатации РНС различного типа показал, что совершенствование каждой отдельной из систем связано со значительными затратами средств и в отдельных случаях имеет принципиальные ограничения. Для создания глобального радионавигационного поля, позволяющего с требуемой достоверностью и доступностью обеспечить любому потребителю необходимую радионавигационную информацию, рациональнее комплексно использовать возможности, представляемые различными навигационными системами. Использование РНС LORAN-C/»ЧАЙКА» в качестве компонентов глобального интегрированного радионавигационного поля будет способствовать как улучшению рабочих характеристик этих систем, так и повышению целостности и доступности систем GPS/»ГЛОНАСС».
Одним из путей решения этой задачи является формирование рабочих зон на основе объединения радионавигационных полей отдельных цепей ИФРНС, так как основными причинами, ограничивающими использование потребителями систем «ЧАЙКА» и LORAN-C, являются автономность и ограниченность их рабочих зон, отсутствие единого непрерывного радионавигационного поля. Наличие районов, где отсутствуют рабочие зоны этих систем, снижает безопасность судовождения и полетов авиации, а также эффективность решения ряда других хозяйственно-экономических задач.
Решение этой проблемы может быть осуществлено путем строительства новых (дополнительных) станций или объединения существующих станций в новые (объединенные) цепи. Первый путь требует значительных финансовых затрат и не всегда является рентабельным. Второй подход к решению проблемы формирования дополнительных рабочих зон путем объединения радионавигационных полей систем «ЧАЙКА» и LORAN-C представляет собой интеграцию систем с целью создания единого непрерывного радионавигационного поля и более перспективен.

Совместное использование систем «ЧАЙКА» и LORAN-C открывает новые перспективы в направлении улучшения качества навигационно-временного обеспечения не только в Европе и на Дальнем Востоке, но и в других регионах мира, где работают или могут быть установлены новые цепи передающих станций «ЧАЙКА»/LORAN-C. Примерами таких объединенных цепей являются системы «ЧАЙКА»/LORAN-C на Дальнем Востоке, Северо-Западная европейская система LORAN-C (NELS) и другие цепи в Европе и США.
За рубежом уже создана приемоиндикаторная технология, позволяющая реализовать возможности интегрированного радионавигационного поля многих объединенных цепей ИФРНС. В России также ведется разработка отечественного интегрированного приемоиндикатора, работающего по сигналам систем «ГЛОНАСС», «ЧАЙКА», GPS и LORAN-C.
Такие приемоиндикаторы обрабатывают обычно от 20 до 40 сигналов одновременно, хотя для определения местоположения необходима и достаточна обработка сигналов минимум от трех передатчиков LORAN-C. Благодаря объединению цепей ИФРНС и внедрению современной приемоиндикаторной технологии возможно получение рабочей зоны, близкой к глобальной.
Другим направлением совершенствования существующей инфраструктуры РНС LORAN-C/»ЧАЙКА» является возможность использования ее в качестве мощного системного усиления для спутниковых систем GPS, GNSS, «ГЛОНАСС».
Несмотря на то, что многие потребители удовлетворены высокой точностью GPS, существует необходимость в повышении ее целостности и доступности, так как спутниковые системы сами по себе не могут обеспечить целостность и доступность, необходимые для сертификации их в качестве единственного средства навигации воздушных потребителей.
Под целостностью (достоверностью) РНС понимается способность системы обеспечивать получение потребителями координатно-временной информации с заданным качеством. Одним из направлений повышения целостности является введение избыточного контроля (определения и устранения неисправностей или автономного мониторинга целостности в приемоиндикаторе — RAIM) и создание станций наземного и космического базирования для улучшения рабочей зоны (DGPS, WAAS, LAAS).
Доступность системы есть вероятность того, что в любое время и в любой точке рабочей зоны навигационная система обеспечивает потребителя информацией, достаточной для определения местоположения с требуемой точностью. Традиционно доступность определяется как процент времени, в течение которого система надлежащим образом функционирует в заданном режиме. Днем GPS доступна обычно более чем на 90 %, но в ряде случаев этого недостаточно.
На сегодняшний день с целью повышения достоверности и доступности GPS реализована интеграция GPS с барометрическим альтиметром и с инерциальными системами, что представляет собой только решение проблем, связанных с доступностью при полетах по маршруту, на океанских трассах и в отдаленных районах, где необходимо время порядка десятков минут.
Однако для выполнения таких операций, как неточный подход к аэропорту, необходимо время порядка нескольких минут. При этом требуется надежное обеспечение очень высоких показателей целостности и доступности навигационной системы (уровень доступности должен быть не ниже 99,9998 %). Ни одна из систем в отдельности не обеспечивает таких высоких показателей.
Совместное использование наземных ИФРНС и космических РНС позволяет создать интегрированную радионавигационную систему, превосходящую по своим техническим характеристикам каждую из входящих в нее систем. Так, создание интегрированного радионавигационного поля на основе системы GPS, дополненной системой LORAN-C, обеспечивает уровень доступности и достоверности сигнала, превышающий 99,9998 %. Сохранение в эксплуатации систем с наземным базированием LORAN-С/»ЧАЙКА» фактически позволит решить проблемы доступности и целостности спутниковых радионавигационных систем.
Заключение:
Высокие технические характеристики импульсно-фазовых РНС «ЧАЙКА» и LORAN-C и относительно небольшие эксплуатационные системные расходы предопределяют их эффективное применение в настоящем и будущем.
Импульсно-фазовые РНС являются эффективным дополнением для спутниковых навигационных систем, гарантируя повышение доступности и целостности, при этом наиболее перспективным является сочетание спутниковых систем GPS/»ГЛОНАСС», что и учтено в Федеральной целевой программе по использованию спутниковой системы «ГЛОНАСС» в интересах гражданских потребителей.
Развитие РНС «ЧАЙКА» и LORAN-C как компонентов глобального интегрированного радионавигационного поля осуществляется по следующим основным направлениям:
— продолжение использования каждой из этих систем в качестве самостоятельного навигационного средства при одновременном создании расширенных рабочих зон за счет объединения цепей;
— интегрирование РНС «ЧАЙКА» и LORAN-C при создании объединенных региональных и международных цепей;
— интегрирование систем «ЧАЙКА» и LORAN-C со спутниковыми РНС ГЛОНАСС и GPS.
Для реализации этих направлений необходимо:
— согласовать системы координат и шкалы времени отечественных и зарубежных наземных и спутниковых РНС;
— внедрить современные методы синхронизации передающих станций, включая синхронизацию по сигналам спутниковых РНС и метеорную синхро-низацию;
— освоить цифровую обработку сигналов РНС LORAN-C и «ЧАЙКА» в приемниках;
— использовать одновременную обработку сигналов от разных цепей, включая сигналы на пространственной волне;
— создать и изготовить интегрированные приемоиндикаторы, работающие по сигналам ИФРНС и спутниковых РНС;
— использовать передающие станции ИФРНС «ЧАЙКА» и LORAN-C для передачи дифференциальной информации спутниковых РНС (системы типа EUROFIX).

Tags: Бахчисарай, Чайка

РСДН

Радиотехническая Система Дальней Навигации. Наземное оборудование РСДН типа отечественной системы “Тропик”или зарубежной системы «Loran» состоит из троек опорных радиостанций — одной ведущей и двух ведомых, формирующих и излучающих сигналы на частоте 100 кГц. На территории бывшего Советского Союза было размещено 5 троек: север, юж, зап, восточ и центр. Бортовые приемники РСДН, учитывая открытость кодов системы «Loran», работают как по отечественным, так и по зарубежным станциям. Дальность действия системы «Loran-C» составляет 2,2-2,6 тыс. км днем и 1,8-1,9 тыс. км ночью.

Более современный , советский вариант РСДН-20 (фазовая радионавигационная система «Альфа»), введённый в эксплуатацию в 1972 году, основан на излучении трёх мощных сигналов в диапазоне очень низких частот из Новосибирска, ст. Полтавская (Краснодарский край) и Комсомольска-на-Амуре. Радиоволны на этих частотах отражаются от самых нижних слоев ионосферы и поэтому в меньшей степени подвержены затуханию в ионосфере. Одновременный приём бортовой частью ЛА трёх таких сигналов позволяет определить по разности фаз местонахождение ЛА. Дальность действия — до 10 тыс. км от ведущей станции. Точность определения места 2,5…7 км. однако на высоких широтах и в полярных районах, где могут возникать внезапные фазовые аномалии, точность снижается до 7 морских миль.

См. также