Точность радиолокационного пеленгования.

Точ­ность определения радиолокационного пеленга (РЛП) при использо­вании механического визира зависит от следующих факторов:

· ширины диаграммы направленности в горизонтальной плос­кости (m1);

· неточной центровки начала развертки (m2);

· неточного визирования эхо-сигнала объекта (m3);

· погрешности нуля отсчета, вызванной сдвигом антенны относи­тельно ДП судна или относительно гироскопического меридиана (m4);

· инструментальной погрешности передачи на индикатор угла вращения антенны (m5);

· погрешности параллактического характера (m6).

Увеличение ширины диаграммы направленности в горизонтальной плоскости вызывает, как уже разбиралось выше, растягивание изо­бражения эхо-сигнала по дуге окружности. Это растягивание тем больше, чем дальше от центра экрана находится отметка эхо-сигнала Изображение точечного объекта растягивается симметрично в обе сто­роны, и если при пеленговании визир устанавливать над серединой эхо-сигнала, то это явления не внесет заметной погрешности в пеленг.

Иное происходит при пеленговании краев протяженных объек­тов, например срезов мысов, которые растягиваются несимметрич­но, только в одну сторону — в сторону моря. Поэтому изображение оконечности объекта появится на экране с некоторой угловой по­грешностью, равной половине ширины луча, которая полностью войдет в отсчет пеленга (или курсового угла). Эта угловая погреш­ность не является постоянной величиной и зависит от многих фак­торов, в том числе и от отражающих свойств оконечности облучае­мого объекта. Например, если мыс оканчивается отвесной скалой, дающей сильное отражение, то погрешность этого рода будет боль­ше, так как эхо-сигнал от скалы достигает большой силы и даст от­метку на экране, когда ось радиолокационного луча будет значи­тельно отклонена от направления на нее. Если отражающие свойст­ва оконечности другого мыса будут хуже (например, пеленгуется низкий песчаный мыс), то эхо-сигнал достаточной силы придет к ан­тенне и поступит на ИКО при меньшем удалении оси луча от объек­та. Эта погрешность является систематической. Знак погрешности определяется на основании того, что эхо-сигнал наблюдаемого объ­екта всегда вытянут в сторону моря.

Из сказанного выше видно, что при радиолокационном пеленгова­нии следует рассматривать два слу­чая: пеленгование точечных и ма­лых отдельно лежащих объектов; пеленгование оконечностей протя­женных объектов. Предпочтение следует отдавать первому случаю.

Примем для точечных объектов т, = 0,4°.

Погрешность от неточной центровки (когда центр окружности, описываемой началом развертки, не совпадает с центром вращения линейки визира, рис. 17.9)

где а — расстояние, на которое смещено начало развертки;
β— на­правление смещения начала развертки относительно линии визиро­вания; R — расстояние до эхо-сигнала.

Из формулы (17.7) видно, что при прочих равных условиях по­грешность будет тем больше, чем ближе к центру экрана будет нахо­диться эхо-сигнал. Для уменьшения погрешности пеленга от неточ­ной центровки нужно применять такую шкалу дальности, чтобы эхо-сигнал пеленгуемого объекта оказался на периферии экрана.

При постоянных значениях а и R погрешность достигает своей максимальной величины, когда отметка эхо-сигнала находится на ли­нии, перпендикулярной к направлению смещения центра развертки.

Смещение центра развертки неизбежно и постоянно изменяется, особенно с переменой курса, так как меняется общее магнитное поле судна. Величина смещения редко бывает меньше ± 1 мм. При этом условии погрешность пеленга для объектов, эхо-сигналы которых на­ходятся на расстоянии 0,5 радиуса экрана, может составить около m2 = 0,4°, увеличиваясь при перемещении эхо-сигнала к центру эк­рана и уменьшаясь при его перемещении к периферии.

Погрешность от неточного визирования возникает вследствие того, что эхо-сигналы объектов на ИКО часто не имеют резко очерченных границ, поэтому при пеленговании мысов бывает затруднительно ус­тановить визир точно над краем изображения. Если же пеленгуется какой-либо отдельно лежащий объект, не являющийся точечным, то из-за расплывчатости краев и возможных искажений в его изображении на экране наблюдатель не всегда может симметрично разделить визиром такую отметку. На расстоянии 1/3 радиуса экрана эта погрешность дос­тигает ± 0,6°; 2/3 радиуса — ± 0,3°. Примем в среднем m3 = 0,5°.

Погрешность в нуле отсчета, вызванная сдвигом антенны от­носительно ДП или гирокомпасного меридиана, может составить m4 = 0,3°. Инструментальная погрешность передачи на индикатор угла вращения антенны m5 ≈ 0,3°.

Кроме того, сравнительно небольшие отклонения глаза наблюда­теля от строго вертикального положения над визиром вызывают по­грешности параллактического характера и при снятии отсчета пе­ленга, и при совмещении визира с пеленгуемым объектом, так как изображение рисуется на внутренней поверхности ЭЛТ и между нижней кромкой визира и верхней поверхностью трубки имеется не­который просвет. Поэтому даже при небольших смещениях глаза от строго вертикального положения над визиром при установке визира над объектом возникают большие погрешности (порядка m6 = 0,5°). Эти погрешности являются случайными и оказывают большое влия­ние на точность РЛП.

Складывая все названные погрешности, получаем среднюю квад­ратичную погрешность определения радиолокационного пеленга mрлп = 1,0°

Можно заключить, что при пеленговании точечных объектов в лучшем случае погрешность радиолокационного пеленга может быть примерно ± 1,0°. При пеленговании мысов погрешность возрастает и может достигать величины ± 2...3°, главным обра­зом за счет искажения (растягивания) эхо-сигналов мысов и не­точного визирования.

Так как измеренный РЛП перед прокладкой на карте нужно ис­править поправкой гирокомпаса в соответствии с формулой ИП = РЛП + ∆ГК, то на точность проложенного на карте РЛП будет влиять всегда возможная погрешность в поправке гирокомпаса, что судоводитель должен учитывать.

Точность радиолокационного пеленгования будет несколько вы­ше при использовании электронного визира за счет устранения по­грешностей m2 и m6. В этом случае mрлп = 0,8°.

В режиме автосопровождения точность будет еще выше.

Если пеленгование производится при ориентировке ИКО «по кур­су» (или при отклоненном от РЛС гирокомпасе), то на объект опреде­ляют радиолокационный курсовой угол (РЛКУ) и для прокладки на карте рассчитывают ИП по формуле

В этом случае в пеленг полностью войдет погрешность от неточ­ного определения РЛКУ (вследствие несовпадения нуля азимуталь­ного круга с отметкой курса) и погрешность от неточного фиксирова­ния курса (по репитеру гирокомпаса) в момент пеленгования.

Погрешность в КУ от несовпадения нуля азимутального круга ИКО с отметкой курса может достигать 0,5... 1,0°; она особенно опасна при расхождении с судами на встречных курсах. Поэтому всегда необходи­мо добиваться возможно большей точности установки нуля индикато­ра. Если это почему-либо не сделано, то при первом же выходе в море необходимо определить погрешность путем сравнения КУ, наблюдае­мых одновременно по компасу и РЛС. Эта погрешность будет посто­янной и должна исключаться из всех отсчетов курсовых углов.

Проведенные исследования показывают, что точность радиолока­ционного пеленгования значительно снижается при качке судна. На­пример, при крене 10° и дифференте 8° погрешность пеленгования возрастает на 1°. Возникающая вследствие этого погрешность зави­сит от КУ на объект и равна нулю при КУ, близких к 0; 180 или 90° каждого борта; наибольшего значения она достигает при КУ, близких 45 или 135°. Чтобы уменьшить влияние качки на точность измере­ния, нужно пеленговать ориентиры, расположенные на носовых (кормовых) и траверзных углах. Если необходимо получить точный пеленг на объект при качке, рекомендуется брать несколько отсчетов пеленга при различных углах качки судна и осреднять отсчеты.

Из сказанного видно, что радиолокационное пеленгование произ­водится с невысокой точностью. Поэтому при определении места судна к нему следует прибегать, в крайнем случае, когда нельзя опре­делить место другими, более точными способами. Следует стремиться пеленговать только точечные ориентиры и не пеленговать объекты, близко расположенные к центру ИКО.

На некоторых судах применяются двухдиапазонные РЛС «Оке­ан», работающие на λ = 3,2 н 10 см. При равных размерах антенн диаграмма направленности в диапазоне λ = 10 см получается более широкой, отчего в 3 раза снижается разрешающая способность по уг­лу и несколько падает точность радиолокационного пеленгования. Поэтому для более точного определения пеленга надо применять
λ = 3,2 см.

Следует иметь в виду, что точность радиолокационного пеленго­вания во многом зависит от опыта наблюдателя.

Радиолокационная девиация. Часто антенны РЛС не удается установить так, чтобы в пространство ее облучения не попа­дали мачты, такелаж, антенны и другие устройства. В связи с этим наблюдаются так называемые теневые секторы (см. п. 17.3). Отсчеты РЛП, взятые в этих секторах и в пределах 3...5° от их границ могут содержать значительные погрешности, называемые радиолокацион­ной девиацией. Причиной ее является искажение электромагнитного поля сигнала, отраженного от объекта, полем, создаваемым на судне вторичными излучателями (принимаемые отраженные сигналы воз­буждают ЭДС в мачтах, трубках, антеннах).

Радиолокационная девиация может быть найдена эксперимен­тально и учтена как поправка при расчете радиолокационного пе­ленга:

Методика определения ∆РЛКУ такая же, как при определении радиодевиации радиопеленга визуальным способом. Перед произ­водством работ весь такелаж надо закрепить по-походному. ИКО должен быть ориентирован «по курсу».

Для определения радиолокационной девиации два наблюдате­ля одновременно должны измерять визуально КУ по азимуталь­ному кругу компаса на объект наблюдения и РЛКУ по азимуталь­ному кругу ИКО.

Объектами наблюдения должны быть точечные объекты, напри­мер, буи с уголковыми отражателями, плавмаяки, маяки-ответчики и т. п., находящиеся на расстоянии хорошей визуальной видимости. Для определения радиолокационной девиации для всего диапазона КУ необходимо ложиться на отдельные курсы через 5... 10°. По ре­зультатам наблюдений радиолокационную девиацию рассчитывают по формуле

Затем составляют таблицу (табл. 17.1) и вычерчивают график ра­диолокационной девиации как функции РЛКУ.

Установлено, что с увеличением длины волны РЛС и расширением диаграммы направленности антенны в горизонтальной плоскости ра­диолокационная девиация увеличивается.

Чтобы точно определить радиолокационные пеленги, совершенно необходимо учитывать радиолокационную девиацию, поэтому ее нужно определять при первоначальной установке РЛС на судне и при изменениях в установке такелажа, антенн и т. п.

Точность измерения расстояний. Расстояние до эхо-сигнала объекта на экране РЛС может быть измерено с помощью не­подвижных (НКД) и подвижных (ПКД) кругов дальности.

С помощью НКД расстояние до объекта измеряется приближенно, путем глазомерной интерполяции положения эхо-сигнала между НКД. В этом случае точность измерений зависит от погрешностей интерполяции, погрешностей расстановки колец дальности, степени нелинейности развертки.

Наибольшее влияние на точность измерения расстояний оказыва­ет первая погрешность. Наблюдатель способен разделить расстояние между НКД с точностью до 1/10, что дает предельную погрешность в ±10% от этого расстояния. Среднюю квадратичную погрешность из­мерения расстояния можно найти по формуле

где Dm — шкала дальности; N—число колец дальности.

Например, для РЛС «Океан», имеющей на шкале 16 миль 4 круга дальности, получаем mD = 1,3 кб.

Из формулы (17.10) видно, что с увеличением числа колец дально­сти относительная точность измерений повышается. Однако большое число колец осложняет наблюдения за экраном, поэтому в судовых РЛС, не имеющих ПКД, их не более 10.

Погрешностями расстановки колец дальности пренебрегают, так как они много меньше погрешностей интерполяции. При нелинейно­сти не более 2...3% возникающие погрешности будут на порядок ниже погрешностей интерполяции, поэтому ими также можно пренебречь.

Более точно измерить расстояние можно с помощью ПКД. Точ­ность этого измерения определяется погрешностями калибровки, ин­струментальной, измерений и объекта.

Погрешность калибровки выражается в том, что каждое фик­сированное значение радиуса подвижного круга не соответствует действительному расстоянию для избранного масштаба. При ка­либровке ПКД расстояния, измеренные с помощью РЛС, сравни­вают с расстояниями, измеренными геодезическим путем, и в слу­чае необходимости корректируют отсчет ПКД. Такой метод калиб­ровки имеет высокую точность, и остаточная погрешность не бу­дет превышать 10 м.

В судовых условиях пользуются следующим приемом. На сто­янке в порту точно определяют место судна и наносят его на план (масштаб не менее 1:25 000). С плана снимают расстояния до хорошо приметных на экране РЛС точечных объектов и по ним производят калибровку, как в уже описанном способе. При таком методе точность будет соответствовать точности измере­ния расстояний на плане.

Исследования показывают, что при исправном действии дальномерного устройства погрешность калибровки не будет превышать 0,1...0,2кб. Погрешности калибровки обычно малы, и они могут иметь значение только при проводке судна по узким фарватерам.

Инструментальная погрешность вызывается неточностью работы фазовращателя РДС и обычно имеет величину примерно ± 10... 15 м.

Случайная погрешность измерения возникает при неточном со­вмещении ПКД с объектом, до которого измеряется расстояние. При­чем при каждом последующем совмещении наблюдатель будет уста­навливать подвижный круг несколько в ином положении, чем при предыдущем. Вследствие этого на счетчике будут получаться рас­стояния, отличающиеся друг от друга.

Случайная погрешность зависит от опыта наблюдателя, четкости и масштаба изображения объекта и может быть выведена из серии отсчетов. Для уменьшения этой погрешности рекомендуется произ­водить наблюдения при возможно крупном масштабе изображения и совмещать внешний край ПКД с передним краем изображения объекта. При этом легко улавливаются незначительные совмещения ПКД. Яркость ПКД должна быть минимальной.

Погрешность объекта является наиболее существенной при измере­нии расстояний. Она заключается в том, что штурман не всегда может совершенно точно указать на карте ту часть наблюдаемого объекта, ко­торая создала передний фронт эхо-сигнала на ИКО. Наиболее просто и точно можно измерить расстояния до отдельно лежащих объектов и об­рывистых мысов, наименее точно — до низких берегов, пологих мысов и т. п. Поэтому к расстояниям, измеренным до береговой черты или до объектов, расположенных в отдалении от уреза воды (возвышенности, здания, маяки), всегда следует относиться с осторожностью.

На погрешности объекта сказывается степень усиления. При по­вышенном усилении очертания изображения объекта расплываются и вследствие этого будет измерено меньшее расстояние; при пониженном — большее.

Точность измерения расстояний с помощью РЛС, определенная экспериментальным путем, приводится в описании каждой станции и колеблется в пределах 0,2...1,0кб. На качке погрешность измере­ния расстояний несколько возрастает, но погрешность не превышает высоты антенны.

---

Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 58; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!