Радионавигационная система МАРС-75

РНС МАРС-75- маневренная, автоматизированная радионавигационная система (РНС) является фазовой многочастотной разностно-дальномерной системой с временной селекцией сигналов. Предназначена для определения места на расстояниях до 1.000 км от наземных станций с средней квадратической погрешностью (СКП) 60−350 м в зависимости от геометрического фактора в любое время суток.

Состав РНС МАРС-75: 3+4 наземных взаимозаменяемых станции мобильного или стационарного исполнения, одна из которых является ведущей (ВЩ), остальные — ведомые (ВМ). Базовые расстояния до 1.200 км. Развернутая цепочка РНС МАРС-75 обеспечивает рабочую зону до 6.000 км2. Относительная нестабильность опорных генераторов — 10"6. Мощность излучения Ризл — 8−25 Вт. Диапазон частот: Af = 64−92 кГц.

Принцип работы системы основан на выделении синтезированных импульсов сигналов ВЩ и каждой из BMi станций и измерении временного интервала между ними, соответствующего разности расстояний между ВЩ и BMi станций. Излучение сигналов наземными станциями цепочки РНС МАРС-75 осуществляется в соответствии с временной диаграммой, показанной на рис 1.

Сигнал, излучаемый каждой наземной станцией системы, состоит из 23-х частотных компонент, разнесенных но частоте Af=l, 22 кГц. ВЩ станция в начале каждого цикла излучает дополнительно командный сигнал, состоящий из 2-х частотных компонент fк1 и fк2 общей длительностью 180 Мс, используемый для передачи информа¬ции об исправности наземных станций. Длительность такта ВЩ стан¬ции — 1,62 с, ВМ станции −1,44 с. Между тактами излучения каждой станции существуют паузы Тп=80 Мс. Длительность компонент — 40 Мс. Пауза между ними — 20 Мс Общая длительность навигационного сигнал — 136 с. Общая длительность сигнала Тс=4,5 с.

В состав РНС может входить также и 3-я ВМ станция. В этом случае она работает вместе с 1 ВМ или 2 ВМ, но излучает частотные компоненты в обратной последовательности f 23, f 22…. f 1, что обеспечивает селекцию ее сигналов без удлинения цикла излучения всей системы. Частоты излучаемых компонент распределены в системе следующим образом (рис). Все частотные компоненты излучаются с одинаковыми амплитудами, для чего в наземной аппаратуре каждая компонента после формирования умножается на соответствующий множитель (коэффициент спектра). В корабельной аппаратуре производится обратное преобразование, для чего принятые компоненты восстанавливаются по амплитудам путем умножения на соответствующие коэффициенты и складываются. В результате преобразований синтезируется импульсный сигнал, повторяющийся с частотой повторения каждой компоненты Fn=l, 22 кГц. Положение синтезирующего импульса во времени определяется фазами гармоник, а они, в свою очередь, удалением корабля от соответствующей наземной станции. Такое преобразование прини¬маемых сигналов производится по каждой станции и далее, в аппаратуре, измеряется временной интервал между синтезированными импульсами ВЩ и BMi станциями. Чтобы произвести измерения по сигналам, принимаемым в разные такты цикла, необходимо обеспечить заполнение их временного положения. Для этого в КПИ используется опорное напряжение, которое формируется также в виде 23 частотных компонент. Частотные компоненты опорного сигнала совмещаются с компонентами принимаемого сигнала Uc (t). Для совмещения U0(t) и Uc (t) и определения таким образом временного положения Uc (t) относительно Uc (t) в приемоиндикаторе реализован корреляционный метод обработки принятых сигналов, который заключается в вычислении функции взаимной корреляции — ВКФ-К (т) между U0(t) и Uc (t). При этом вначале вычисляются частные функции корреляции по каждой частотной компоненте в отдельности К (т);, а затем общая функция корреляции К (х) по синтезированному импульсу в целом. Алгоритмы обра¬ботки сигналов показаны на рис. 2. На рис. 2,а показано совмещение частотных компонент принятого U0(t) и опорного U0(t) сигналов. Каждая частотная компонента опорного сигнала совмещается с одноименной частотной компонентой принимаемого сигнала, после чего все эти частотные компоненты приводятся к одной промежуточной частоте f =133,3 кГц путем умножения на соответствующие множители (рис. 2,б). Далее, после усиления и ограничения во временном дискриминаторе — ВД (рис. 2,в) происходит точное совмещение передних фронтов первых полупериодов всех 23-х частотных компонент опорного и принимаемого сигналов (рис. 2,г) путем перемножения их, в результате чего вычисляются 23 частные ВКФ-К (т)ь рис. 2,д ВКФ достигает максимального значения при полном совмещении передних фронтов первых полупериодов частотных компонент.

 Корреляционная функция, полученная в результате совмещения U0(t) и не зашумленного сигнала U0(t), такая корреляционная функция называется автокорреляционной -АКФ. Но это идеальный случай, такого в природе не встречается, сигнал приходит всегда заигумленным в большей или меньшей сгепени. ВКФ, полученная в результате перемножения U0(t) и нормально зашумленного принимаемого сигнала Uc (t). Фаза опорной компоненты U0 при этом становится равной фазе принятой компоненты: Аналогичным образом подстраиваются фазы остальных 22-х частотных компонент, после чего вычисляется" общая функция корреляции, основание которой уже в 23 раза больше, чем основание корреляционной функции отдельно взятой компоненты К (т), что позволяет в 23 раза точнее измерить задержку

Смотрите также

Кваша Николай Иосифович

Подводная лодка проекта 629 ("Golf")

Александров Владимир Леонидович