РНП Часть 1 6 семестр СВФ Комплект слайдов Маринич А. Н. , Устинов Ю. М. 2009
Введение. Цели и задачи курса • • • Радионавигационные системы и устройства в судовождении Радионавигационные системы ближнего и дальнего действия Радионавигационные системы наземного и космического базирования Радиолокация активная и пассивная Радиолокация ближнего и дальнего действия Радиолокационный ответ и опознавание Автоматическая идентификация Комплексированные системы (телевизионные, инфракрасные, тепловые, ультразвуковые, дальномеры и обнаружители) Системы управления судном и системы управления движением Системы отображения информации и электронная картография
РАДАР (radar – radio detection and ranging – радиообнаружение и определение расстояния) История возникновения РЛС 1895 – изобретение радио; 1897 – опыты по передаче, между крейсерами «Африка» и «Европа» крейсер «Лейтенант Ильин» ; 1904 – патент Хюльсваера на обнаружитель металлических объектов; 1904 – изобретение лампы-диода; 1907 – изобретение лампы триода; 1922 – Тейлор и Юнг – исследование отражения радиоволн от кораблей; 1932 – Ощепков П. К. – использование импульсного излучения; 1934 – Иоффе А. Ф. (ЛФТИ) – радиообнаружитель самолетов; 1935 – Чернышов А. А. – двухантенный зенитный радиоискатель «Буря» ; 1936 – радиоискатель «Стрела» самолеты 10 -12 км, корабли 3 -5 км, стаи птиц, волны; 1939 – импульсная РЛС «Редут» дальность 75 -95 км; 1940 – РУС-2 (радиоулавливатель самолетов), «Редут-К» (корабельный), «Редут -41» - «Пегматит» .
История возникновения РЛС 1945 -47 - РЛС «Гюйс-М» испытана на т/х «Грибоедов» БМП; 1947 -49 - РЛС «Зарница» на судах ДВМП; 1950 – РЛС «Нептун» испытание на Балтике; 1955 – РЛС «Створ» для МРХ; 1957 – РЛС «Дон» - государственные испытания; 1959 – РЛС «Донец-2» - государственные испытания; 1959 – РЛС «Миус» ( «Кивач-3» ); 1961 -65 – РЛС «Океан-М» - установлена на УПС «Проф. Рыбалтовский» ; 1967 – полупроводниковые элементы, миниатюрный монтаж, печатный монтаж; 1972 – РЛС «Омега» ( «Грот» ); 1973 – СНРЛС «Наяда» ; 1982 – САРС «Океан-С» ; 1960 – РЛС «Нептун» для СУДС в Одессе; БРЛС «Раскат» Невская губа, Жданов (Мариуполь), Мурманск, Ильичевск. Разработка и внедрение РЛС: Р. Н. Черняев, В. И. Щеголев, В. И. Санников - ЦНИИМФ, Е. Я. Щеголев, Ю. И. Никитенко, А. В. Жерлаков, Т. Н. Ничипоренко, А. Е. Сазонов, Зимин Н. С. , Сапегин В и др.
Назначение и использование РЛС Назначение - Судовая (устанавливается на судах) навигационная РЛС предназначена для обнаружения радиолокационных объектов, находящихся в пределах дальности радиолокационного обнаружения. - Береговая РЛС (устанавливается на берегу) предназначена для обнаружения радиолокационных объектов, находящихся в пределах дальности ответственности СУДС. На судне навигационная РЛС используется: в условиях ограниченной видимости; в условиях прибрежного плавания ( РЛС навигационный инструмент - точность определения угла 0. 5 градуса и дистанции - 1 % от величины шкалы дальности); в сложных навигационных условиях.
Судовые и береговые РЛС • Судовые РЛС – РЛС f = 9, 41 ± 0, 03 ГГц ; ( 0 =3, 19 см); трехсантиметровые; X-band; – РЛС f = 3, 05 ± 0, 01 ГГц ; ( 0 =9, 8 см); десятисантиметровые; S-band; • Береговые РЛС (БРЛС) – БРЛС, работающие на частотах, примыкающих к частоте 9, 41 ГГц; трехсантиметровые; X-band; – БРЛС, работающие на частотах, примыкающих к частоте 3, 05 ГГц; десятисантиметровые; S-band; – БРЛС, работающие на частоте f = 33, 2 ГГц ; ( =0, 9 см); миллиметровые; K-band.
Принцип функционирования РЛС Принцип зондирования Электромагнитная СВЧ энергия вырабатывается передатчиком, последовательность работы которого определяет синхронизатор, через антенный переключатель поступает в антенну, снабженную антенноповоротным устройством, и излучается в эфир. Ответный эхо-сигнал через антенну и антенный переключатель попадает в приемник, где преобразуется и усиливается и поступает в индикаторное устройство. В индикаторном устройстве электрические сигналы выводятся в удобном для оператора наглядном виде, формируется дополнительная служебная информация производятся замеры и вычисления.
Основные узлы РЛС Передатчик - подмодулятор, магнетрон; Приемник - супергетеродинный приемник с амплитудным детектором с регулировкой усиления и логарифмическими усилителями в цепи приема эхосигнала, видеоусилитель, схема АПЧ и возможностью РПЧ, цепи МПВ; Индикаторное устройство; Антенна; Антенно-поворотное устройство; ПКИ – прибор контроля излучения (отдельно).
Особенности размещения на судне Основной индикатор - в ходовой рубке; Дополнительный индикатор – ближе к штурманской; Передатчик в специальном экранированном помещении (допускается в рубке); У индикатора – диаграмма кругового обзора с указанием теневых секторов; Индикатор первой РЛС к правому борту, второй к левому; Индикатор должны наблюдать одновременно не менее двух операторов; Одна РЛС – 3 см, вторая – любого (3 см, 10 см); Антенны – наилучший обзор, возможность доступа для ремонта, высота не менее 1800 мм от палубы; Волноводы – наименьшее кол-во изгибов; Оттяжки мачт – разбиты на неравные куски от 2 до 6 метров, при невозможности заземлены; Две и более антенн должны не создавать помех другу.
Виды морских целей Деление целей • по расположению в пространстве: – – космические; воздушные; наземные; надводные. • по происхождению: – естественные; – искуственные. Морские цели (надводные и воздушные): – суда, геологические платформы, морские буровые вышки; – средства навигационного обеспечения (буи, вехи, швартовые бочки и т. д. ); – небольшие медленно перемещающиеся объекты (шлюпки, яхты, спасательные плоты, человек на воде и т. д. ); – естественные препятствия (береговая черта, льды, айсберги); – воздушные цели над морской поверхностью (самолеты, вертолеты). • в зависимости от геометрических размеров и маневренности: – – – точечные; протяженные; неподвижные.
Отражающие свойства объектов Зависят от формы, ракурса, материала и т. д. Оцениваются в ЭПР – эффективная поверхность рассеивания электромагнитной энергии ЭПР уголкового отражателя (сторона 43 см) примерно ЭПР катера высотой 4 м ЭПР среднего судна высотой 4 -6 метров ЭПР крупного судна высотой 14 -20 метров ЭПР человека 149 кв. м; 75 -250 кв. м; 12000 -30000 кв. м; 30000 -50000 кв. м; 0. 8 кв. м.
Рефракция атмосферы Стандартная рефракция Субрефракция
Рефракция атмосферы Супер-рефракция Сверхрефракция
Измерение дальности • • Неподвижные кольца дальности (НКД) - грубая оценка дальности до цели. Подвижное кольцо дальности (ПКД) - точное измерение дальности до цели. Электронный визир дальности (ЭВД) - измерение дальности ЭВМ. Подвижный визир дальности (ПВД).
Измерение направлений • Механический визир отсчета направлений (МВН) • Электронный визир отсчета направлений (ЭВН) • Отсчет от: отметки курса (ОК) - пеленг от севера – курсовой угол
Ориентация изображений • • • «Курс- HEAD UP» - влияние рысканий курса судна «Север - NORTH UP» - согласование с гирокомпасом (ГК) «Курс стабилизированный - COURSE UP» .
Индикация движения «ОД» (относительное движение) relative motion presentation «ИД» (истинное движение) true-motion presentation