Доплеровские измерители скорости и угла сноса

Доплеровские измерители скорости и угла сноса (ДИСС) относятся к классу автономных радионавигационных систем. Такие представители этого класса, как РЛС, высотомеры (импульсные и с частотной модуляцией) ранее уже были рассмотрены. Поэтому остановимся на автономном измерителе скорости и угла сноса, работа которого основана на эффекте доплеровского смещения частоты. Измерение горизонтальной скорости г_ги угла сноса УС с устранением влияния угла тангажа &, вертикальной составляющей v_B, крена и наклона подстилающей поверхности достигается использованием непрерывных и импульсных сигналов, трехи четырехлучевых антенных систем, гиростабилизированных антенн, а также раздельного определения доплеровских частот в многолучевых системах. На рис. 6.84 представлена ДИСС с четырьмя лучами.

Рис. 6.84. ДИСС с четырьмя лучами.

На данном рисунке Л, — Л₄ — диаграммы направленности четырехлучевой антенны, расположены под углами (р в горизонтальной и в вертикальной плоскостях от оси самолета, находящейся в горизонтальном положении. Радиосигналы РВ, излучаемые бортовым передатчиком через четырехлучевую антенну, достигают земную поверхность в участках ТО, — Т0₄. При диффузном отражении часть энергии от облучаемых участков возвращается обратно. При движении самолета с горизонтальной скоростью v, частота принимаемого отраженного сигнала в каждом луче отличается or частоты излучаемого сигнала на доплеровский сдвиг частоты. Для лучей Л1 и ЛЗ.

Аналогична запись Д/д₂ и А/_Л4 для лучей Л2 и Л4.

Разность частот сигналов, отраженных от участков ТО, и ТО.:

Такую же запись можно сделать и для ДfA1 — Д/Д4 в ДИСС после предварительной селекции и усиления. Так как значения ф,/^0 и с известны, то можно определить горизонтальную скорость уг:

Реально режим полета самолета более сложный. В горизонтальной плоскости направление движения самолега отличается от направления его продольной оси на угол сноса (УС), причиной которого является боковой ветер. В вертикальной плоскости может наблюдаться движение с вертикальной скоростью vB. Даже при горизонтальном движении ось самолета отличается от горизонтального направления на угол тангажа 8 — при горизонтальном полете нос самолета несколько задран. С учетом вертикальной составляющей скорости vB и углов сноса УС и тангажа 8 выражение принимает более сложный вид:

Значения угла тангажа и вертикальной скорости можно определить нерадиотехническими методами. После этого из выражения (6.83) можно определить горизонтальную скорость vr и угол сноса УС. Безусловно, эти операции реализуются с помощью специализированного вычислителя.

Отмстим, что погрешности в определении скорости и угла сноса связаны с изменением характера подстилающей поверхности, воздействием внешних помех и нестабильностью аппаратуры. Как правило, они лежат в пределах (0,1 — 0,3%) для скорости и (0,1 — 0,3%) для угла сноса. Однако необходимо помнить, что при использовании счисления координат самолета, интегрируя скорость, погрешности во времени накапливаются.