Запросные сигналы системы вторичной радиолокации

Дата: 2025-06-02; Просмотры: 19

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Принципы кодирования информации. Для передачи информации во вторичных радиолокаторах применяется импульсное кодирование. Кодирование может осуществляться по следующим признакам: длительность импульса, число импульсов, расстояние между импульсами, частота и фаза, наличие или отсутствие импульсов на определённых позициях.

В существующих системах вторичной радиолокации используются два вида кодирования: времяимпульсное и позиционное.

Времяимпульсное кодирование применяется в запросном канале.

При этом методе каждому виду запрашиваемой информации присваивается свой временной интервал между парой импульсов запроса (рис. 3.3).

При передаче числа, закодированного позиционным двоичным кодом, каждому из его разрядов определена своя позиция на оси времени (рис. 3.4)

На рис. 3.4,а изображен четырехразрядный двоичный позиционный код с пассивной паузой. При этом каждому из четырех разрядов предоставляется одна временная позиция. Единица соответствует наличию импульса, нуль – его отсутствию. Во втором случае (рис. 3.4,б) каждому из четырех разрядов двоичного числа предоставляется две временные позиции. Импульс на первой позиции обозначает «1», на второй – «0». Этот метод называется методом с активной паузой.

Структура запросного кода. Сигнал запроса состоит из трех коротких импульсов (рис. 2.4)

Первый импульс P₁ и третий импульс P₃ излучаются основной антенной ВРЛ. Временной интервал между ними (τ_зк) определяет так называемый интервальный код запроса и может быть разным Кодовые интервалы и вид запрашиваемой информации в режиме «УВД» и «RBS» представлены в таблице ниже.

Для получения всей указанной информации как в режиме «УВД», так и в режиме «RBS» коды различных запросов чередуются.

Второй импульс Р₂, отстоящий от первого на 2 мкс, является вспомогательным. Он излучается дополнительной антенной подавления с почти круговой ДН и служит для исключения ложного срабатывания ответчика при приёме запросных сигналов, излучённых боковыми лепестками ДН основной направленной антенны ВРЛ.

Структура ответного сигнала в режиме «УВД». Отличие форматов ответных кодов в режимах «УВД» и «RBS» более существенное. Структура ответных сигналов в режиме «УВД» представлена на рис. 3.8.

Ответ передатчика СРО включает два импульса координатного интервального кода, три импульса ключевого позиционного кода с активной паузой, предопределяющего содержание последующей информационной посылки из 20 импульсов, повторяющейся дважды. Для передачи ответного сообщения используется натуральный двоично-десятичный четырёхразрядный код с активной паузой, т. е. каждый символ («0» или «1») передаётся за тактовый интервал 8 мкс импульсом длительностью 4 мкс. Причём при передаче символа «1» импульс располагается в первой половине тактового интервала, а при передаче «0» он сдвинут во вторую
половину.

В ответ на запрос кодом ЗК1 информационная посылка обеспечивает передачу бортового номера ВС из пяти десятичных цифр, являющегося его радиотелефонным позывным (например, 64016 для самолёта Ту-204). В ответ на запрос кодом ЗК2 обеспечивается передача текущих значений барометрической высоты в десятках метров четырьмя десятичными цифрами (первыми 14 двоичными разрядами). Кроме того, в информационной посылке предусмотрен один двоичный разряд - 15-й для передачи признака установленного уровня давления в барометрическом высотомере. При передаче значений высоты по стандартному давлению (установлено давление 760 мм рт. ст.) передаётся символ «1». При передаче значений измеренной относительной высоты по атмосферному давлению на аэродроме (отсчёт по QFB) - передаётся символ «0». Во втором случае в формуляре сопровождения на диспетчерском ИВО перед значением высоты в десятках метров отображается буква «А».

Вместе с передачей значений высоты полёта ВС в последних четырёх разрядах информационной посылки передаётся цифровая информация от топливомера ВС (всего 15 градаций: через 5 % до половины и через 10 % при остатке больше половины всего запаса топлива).

При бедствии на борту ВС и включении на пульте управления ответчика тумблера «АВАРИЯ» передаётся символ «1» в 16-м разряде информационной посылки и для дублирования ещё дополнительный импульс в координатном коде (см. рис. 3.8).

Кроме этого, по устному запросу диспетчера при нажатии на пульте управления ответчика кнопки «ЗНАК» вместо координатного кода в течение «50 с передаётся специальный двухимпульсный код для индивидуального опознавания. На экране ИВО отметка данного ВС выделяется, например, изменением её формы и/или цвета.

Структура ответного сигнала в режиме « RBS». Ответный сигнал режима RBS состоит из двух опорных импульсов F1 и F2, которые являются координатными. Между этими импульсами расположены 13 позиций информационного кода. Информационный код включает в себя четыре трехразрядных декады A, B, C, D информационных импульсов. По требованию диспетчера с земли после импульса F2 может передаваться импульс опознавания (SPI), предназначенный для опознавания одного из двух воздушных судов с одинаковым кодом опознавания. Несущая частота сигнала ответа 1090МГц.

Рис.2.7 Структура ответного кода в режиме RBS

Импульсами в трёх разрядах двоичного кода можно передать только числа от нуля (000) до семи (111); цифры 8 и 9 переданы быть не могут. Максималь­ное число, которое в данном случае может быть передано, - 7777. Причём об­щее число таких кодовых комбинаций составляет 2¹² = 4096.

При запросе ответчика кодом А передаётся информация о коде IСАО (squawk), причём группа А передаёт тысячи, В - сотни, С - десятки, D - едини­цы. Таким образом, результирующие значения кода ICAO (squawk) могут быть представлены в четырёхразрядном двоично-восьмеричном коде.

При запросе ответчика кодом С с борта ВС передаётся информация о барометрической высоте, измеренной по стандартному давлению, в футах с гра­дацией через 100 футов (30,48 м). Передача данных о высоте ведётся четырьмя декадами со следующими градациями в декадах: D - 32 000 футов, А- 4000 футов, В - 500 футов, С - 100 футов. Может быть передан отсчёт высоты в диапазоне от -1000 до 126 750 футов. В наземной части отечественных СВРЛ принятые отсчёты высоты в футах преобразуются в метрическую систему для возможного их отображения в метрах па ИВО в формулярах сопровождения. Кроме того, принятые значения высоты прибывающего ВС по стандартному давлению при его снижении ниже эшелона перехода пересчитываются в значе­ния относительной высоты, соответствующие уровню атмосферного давления на аэродроме (QFE), что отображается в формуляре сопровождения со звёздоч­кой (*). Для передачи информации о высоте используется специальный поме­хоустойчивый код Гиллхэма, особенность которого состоит в том, что для со­седних градаций высоты в футах коды отличаются только в одном двоичном разряде, что уменьшает вероятность ошибок при плавном изменении высоты полёта ВС.

Нормами IСАО предусмотрены специальные числа кода (squawk), устанавливаемые командиром ВС на пульте управления СРО в аварийных ситуациях. Значения этих кодов и их расшифровка приведены в табл. 2.3

Таблица 2.3

Специальные коды, устанавливаемые на пульте управления ответчиком

29. Встроенные, сопрягаемые и автономные вторичные РЛС; поясните структуру, размещение и функционирование ВРЛ

По конструкции вторичный радиолокатор может быть либо встроенным в первичный радиолокатор, либо автономным. В первом случае антенна вторичного радиолокатора совмещена с антенной первичной РЛС и вращается общим приводом. Во втором случае антенна вторичного радиолокатора приводится во вращение автономным приводом. Возможна совместная работа при синхронизации приводов вращения первичных и вторичных РЛС.

ВРЛ размещается обычно рядом с ОРЛ-Т (или ОРЛ-А) таким образом, что­бы обеспечивался непрерывный радиолокационный контроль за полётами ВС, оборудованных СРО, в секторах ответственности зоны ОВД. В этом случае не­обходима чёткая синхронизация сопрягаемых с ОРЛ-Т (или ОРЛ-А) ВРЛ по запуску и вращению антенн, что трудно обеспечить на практике. Наиболее эф­фективным является совмещение ВРЛ и ПРЛ в составе радиолокационных комплексов (РЛК) с общим синхронизатором и механизмом вращения антенн.

В секторах прохождения контролируемых маршрутов полета ВС величины углов закрытия по углу места с высоты расположения антенн не должны превышать 0,5°.

Структурная схема ВРЛ. Структура ВРЛ, сопрягаемого с ПРЛ в составе радиолокационного комплекса, приведена на рис. 2.8. Наземная часть СВРЛ включает вторичный радиолокатор (запросчик), который может быть автономным, сопрягаемым с ПРЛ, либо совмещённым с ПРЛ, образуя, как сказано выше, радиолокационный комплекс, а также АПОИ.

Импульс запуска, формируемый в устройстве управления и синхронизации (УУС), запускает шифратор (Ш) и поступает также в дешифратор (ДШ) для на­чала отсчёта времени задержки ответного сигнала. Шифратор в соответствии с режимом чередования запросных кодов формирует видеоимпульсы кодовых по­сылок. Эти импульсы используются для импульсной модуляции радиопередатчи­ка (ПРД). Радиосигналы ПРД через антенный переключатель (АП) поступают в антенну и излучаются в пространство в соответствии с её ДН. Антенна вращается с помощью механизма вращения (МВ) так же, как вращается антенна ПРЛ. Это необходимо для совмещённого отображения координатных отметок двух ра­диолокаторов - ПРЛ и ВРЛ. Усиленные радиоприёмником (ПРМ) ответные сигналы СРО декодируются дешифратором (ДШ). Вся информация, содержа­щаяся в ответных сигналах, «очищается» от несинхронных импульсных помех, формируется в аппаратуре первичной цифровой обработки информации (АПОИ) и после объединения с информацией ПРЛ направляется в аппаратуру передачи данных для дальнейшей обработки в вычислительном комплексе средств автоматизации УВД.

30. Каковы перспективы развития ВРЛ? Поясните принципы построения моноимпульсных и дискретно-адресных систем ВРЛ с запросом «S».

Режим « S »

Существующая система вторичной радиолокации обладает рядом недостатков, наиболее существенными из которых являются следующие:

– наложение ответных сигналов от воздушных судов, имеющих близкие значения наклонной дальности и азимута;

– ложные ответы на запросы по боковым лепесткам ДНА;

– переотражение сигналов от находящихся вблизи систем вторичной радиолокации «местных» предметов (возвышенностей, зданий и т.п.);

– насыщение радиоканала сигналами из-за приема всех ответов на все запросы.

Кардинальным решением для устранения недостатков является переход к системам вторичной радиолокации с адресным запросом. В такой системе каждое воздушное судно имеет свой код адреса и отвечает на запрос только на свой код. При индивидуально-адресном запросе ответный сигнал будет излучать только один ответчик, адрес которого указан в запросе.

Дискретно-адресная система предполагает присвоение каждому воздушному судну адресного кода. Наземная станция должна содержать в оперативном запоминающем устройстве данные об адресном коде и приблизительном местоположении всех воздушных судов, находящихся в зоне обнаружения ВРЛ. Для выявления новых воздушных судов предусмотрен режим опроса всех самолетов.

По ответной посылке наземная станция определяет оснащенность воздушного судна аппаратурой DABS (Discrete address beacon system). То воздушное судно, которое имеет ответчик дискретно-адресной системы, в режиме опроса сообщает свой адресный код. Последующий запрос будет направляться только по соответствующему адресу, поэтому ответчики, имеющие другие адреса, на него не отвечают. В наземной станции предполагается использование моноимпульсного метода радиолокации, что позволит повысить точность определения азимута объекта. Все это обуславливает уменьшение помех в каналах запроса и ответа, а также возможность снижения темпа запроса.

Формат сигналов запроса адресной системы ВРЛ выбран таким образом, чтобы она была полностью совместима с существующей системой.

Адресный запрос (рис.3.6) начинается с преамбулы, состоящей из двух импульсов, воспринимаемых обычными ответчиками как запрос, излучаемый по боковым лепесткам ДНА. Поэтому обычные ответчики на адресный запрос не отвечают. За преамбулой (или ключевым кодом) следует информационный сигнал, который содержит 56 или 112 бит информации, передаваемой относительной фазовой модуляцией. Для защиты адресного ответчика от приема запросов по боковым лепесткам ДНА используется импульс подавления Р5. Появление импульса Р5 при достаточной амплитуде затеняет опрокидывание синхрофазы в адресном ответчике, в
результате чего информация не кодируется.

Информационная часть сигнала запроса, передаваемая импульсом Р6 содержит:

– две продолжительные посылки (1,25 и 0,5 мкс), предназначенные для подстройки по фазе гетеродина бортового ответчика;

– 32 или 88 импульсов для передачи кода запроса;

– 24 импульса адреса запроса.

Адресный ответ (рис.3.7.) состоит из четырехимпульсной преамбулы, сопровождаемой последовательностью импульсов, которые содержат 56 или 112 битов информации.

Если значение бита равно единице, то импульс длительностью 0,5 мкс передается в первой половине интервала, если нулю – во второй.

Четырехимпульсный ключ позволяет легко отличить адресный ответ от ответа режимов УВД, RBS и разделить их при взаимном наложении. Выбор кодоимпульсной модуляции для передачи данных по каналу ответа позволяет обеспечить высокую помехоустойчивость к мешающим сигналам УВД, RBS, а также способствует получению постоянного числа импульсов в каждом коде, гарантирующем достаточную энергию для точного моноимпульсного приема.

К характеристикам систем вторичной радиолокации, работающим в режиме S (дискретно-адресный режим), предъявляются более жесткие требования. Обязательным является использование моноимпульсной обработки для измерения азимута воздушных судов. Допуск на нестабильность частоты составляет ±0,01 МГц. Дискретно-адресные системы позволяют эффективно работать в зонах с интенсивным движением воздушных судов. Широкие перспективы таких систем обусловлены высокой надежностью, большой пропускной способностью цифровых линий передачи данных.

31. Каковы назначение, состав, принципы построения бортовых систем предупреждения столкновений ВС в воздухе (БСПС)?

32. Радиотехнические системы ближней навигации (РСБН) и посадки. Каковы назначение, классификация, особенности РСБН различных диапазонов радиоволн?

Отечественные радиотехнические системы ближней навигации РСБН предназначены для измерения азимута и дальности ВС на борту и в наземной аппаратуре относительно РНТ, в которых установлены маяки, привода ВС в район аэродрома и вывода в зону действия посадочных систем. Маяки РСБН ориентируют относительно северного направления истинного меридиана. Маяки РСБН работают в метровом и дециметровом диапазонах радиоволн.

К местности, на которой размещается маяк РСБН, предъявляются особые требования:

­ площадка должна быть ровной в радиусе 500 метров и свободной от отражающих радиоволны объектов;

­ установка маяка РСБН на искусственной насыпи или на холме с острой вершиной не допускается;

­ углы закрытия с высоты 1,5 метров местными предметами (здания, мачты, башни и т.п.) не должны превышать 0,5° в секторах прохождения воздушных трасс.

В состав РСБН должны входить:

­ оборудование азимутально-дальномерного маяка с АФС;

­ контрольно-выносной пункт;

­ система ТУ-ТС – телеуправления, контроля и телесигнализации;

­ комплект эксплуатационной документации и ЗИП.

В России используются, в основном, маяки РСБН-4н.

33. Автоматические радиопеленгаторы (АРП). Каковы их назначение, состав, размещение, принципы функционирования, эксплуатационно-технические показатели?

Автоматические пеленгаторы предназначены для измерения азимута ВС относительно места установки антенны АРП. Пеленгование производится по радиосигналам, излучаемым передатчиками бортовых радиостанций ВС. АРП являются дополнительным средством радионавигации.

АРП, предназначенные для работы на частотных каналах авиационной воздушной связи секторов посадки, круга и подхода, размещаются обычно вблизи КТА на позиции ОРЛ-А не ближе 100 метров от её антенн при условии выполнения требований электромагнитной совместимости, но не ближе 120 метров от оси ВПП. Ориентация антенны АРП в этом случае производится с учётом магнитного склонения в районе установки, т.е. относительно северного направления магнитного меридиана.

АРП, предназначенные для работы на частотных каналах авиационной воздушной связи районного центра (РЦ), могут размещаться на позиции ОРЛ-Т при условии выполнения требований электромагнитной совместимости. Ориентация антенны АРП в этом случае производится без учёта магнитного склонения в районе установки, т.е. относительно северного направления истинного меридиана.

На аэродромах, не оборудованных радиомаячной системой инструментального захода на посадку (или оборудованных только с одного направления), АРП, работающий на частотном канале посадки, размещается, как правило, на продолжении оси ВПП на позиции БПРС.

К местности, на которой размещается антенная система АРП, предъявляются особые требования:

­ площадка должна быть ровной в радиусе 100 метров (допускается уклон не более 0,02) и свободной от отражающих радиоволны объектов;

­ горные образования, холмы могут располагаться не ближе 1,5…2 км;

­ в горной местности допускается установка АРП на господствующей вершине. Площадка на вершине должна позволять размещение АРП на удалении не менее 50 метров от края обрыва.

Угловая информация АРП представляется диспетчеру с помощью стрелочного индикатора направлений (МИН), встроенного в диспетчерский пульт, а при сопряжении АРП с АО или с АС УВД, представляется в виде линии, высвечиваемой на индикаторе воздушной обстановки при ведении радиопередачи с борта ВС.

В состав АРП должны входить:

– антенно-фидерная система (АФС);

– многоканальная радиоприёмная аппаратура;

– аппаратура преобразования угломерной информации;

– индикаторные устройства;

– выносной контрольно-измерительный генератор с антенной;

– система ТУ-ТС – телеуправления, контроля и телесигнализации, предназначенная для:

(a) автоматического контроля работоспособности АРП с определением отказавшего канала;

(b) автоматического определения отказавшего блока;

(c) автоматического переключения на резервный канал при отказах с переходом на частоту отказавшего канала;

(d) автоматического контроля основных параметров АРП и выдачи на пункт управления сигналов оповещения: «норма», «ухудшение», «авария»;

(e) автоматического переключения на резервный источник электропитания;

– комплект эксплуатационной документации и ЗИП.

Основными разновидностями АРП, используемых в России, являются АРП-75, АРП-АС и АРП-80К. Мощность передатчика бортовой радиостанции не менее 5 ватт.

Их основные эксплуатационно-технические характеристики приведены в табл. 10.

34. Приводные радиостанции (ПРС). Каковы назначение, состав, разновидности, размещение, принципы функционирования, эксплуатационно-технические показатели ПРС? Поясните взаимодействие ПРС с бортовыми автоматическими радиокомпасами (АРК).

Оборудование упрощённой системы посадки (ОСП) представляет собой совокупность приводных радиостанций, расположенных на продолжении осевой линии ВПП на определённых расстояниях. Система ОСП предназначена для привода ВС, оснащённых соответствующим радиооборудованием (АРК, МРП, РВ), в район аэродрома, для выполнения предпосадочного манёвра и захода на посадку.

В состав наземного оборудования системы посадки ОСП входят дальняя (ДПРС) и ближняя (БПРС) приводные радиостанции с маркерными радиомаяками (МРМ). Маркерные маяки, размещаемые вместе с ДПРС и БПРС, могут быть использованы из комплекта радиомаячной системы посадки системы ILS.

ДПРС предназначена для привода ВС в зону взлёта и посадки, выполнения предпосадочных манёвров и выдерживания воздушным судном курса посадки (направления полёта вдоль оси ВПП). ДПРС должна излучать навигационные радиосигналы и, кроме того, сигналы опознавания – двухбуквенный код Морзе.

Примечание. ДПРС должна обеспечивать работу и в микрофонном режиме для передачи команд диспетчера на борт ВС при отказе радиосвязи и авариях на борту.

Антенна ДПРС размещается на продолжении осевой линии ВПП со стороны захода на посадку на расстоянии от 3800 до 7000 метров от порога ВПП. Допускается её смещение от продолжения осевой линии ВПП не более ± 75 метров (как правило, в сторону грунтовой части лётного поля).

БПРС предназначена для выдерживания воздушным судном курса посадки (направления полёта вдоль оси ВПП). БПРС должна излучать навигационные радиосигналы и, кроме того, сигналы опознавания – однобуквенный код Морзе (первая буква от кода ДПРС).

Антенна БПРС размещается на продолжении осевой линии ВПП со стороны захода на посадку на расстоянии от 850 до 1200 метров от порога ВПП. Допускается её смещение от продолжения осевой линии ВПП не более чем на ± 15 метров.

Кроме приводных радиостанций системы ОСП в ГА используются отдельные приводные радиостанции (ОПРС) для обозначения контрольных пунктов на трассе (маршруте полёта). Этими радиомаяками маркируются воздушные коридоры, пересечения трасс, их изгибы, границы районов ОВД.

С помощью бортового радиокомпаса, настроенного на частоту ОПРС, осуществляется полёт «НА» либо «ОТ» этого маяка.

В состав приводных радиостанций должны входить:

–антенно-фидерная система (АФС);

–передающая аппаратура радиостанции;

–система ТУ-ТС – телеуправления, контроля и телесигнализации предназначенная для:

–комплект эксплуатационной документации и ЗИП.

Основными разновидностями приводных радиостанций, используемых в России, являются ПАР-7, ПАР-8, ПАР-10, ПАР-11.