Общие сведения и история развития

Радионавигационные системы (РНС) служат для определения местоположения объектов на земном шаре или в космосе путем анализа сигналов от двух и более разнесенных радиопередатчиков, координаты которых заранее известны. Например, для нахождения места положения корабля, изображенного на рис. 7.6, относительно маяков М₁ и М₂ достаточно вычислить угловые координаты и , по которым он принимает сигналы.

Рис. 7.6. К пояснению принципа радионавигации

На возможность использования радиотехнических средств для задач навигации обратили вниманиепочти сразу же после рождения радио. В частности, уже в отчете комиссии Главного морского штаба об опытах по радиосвязи в кампанию 1897 г.,подписанном преподавателем А. Поповым, ассистентом Рыбкиным и капитаном второго ранга Васильевым, можно прочитать следующее: «Применение источника электромагнитных полейна маяках в добавление к световому илизвуковому сигналам может сделать видимыми маяки в тумане и дурную погоду...».

Простейшими радионавигационными приборамиявляются радиомаяки, которыми А. С. Попов и рекомендовал дополнять обычные световые маяки.

Радиомаяк, или приводная радиостанция, служит ориентиром для кораблей и самолетов, снабженных соответствующими радиоприемниками. Радиомаяк представляет собой радиопередатчик, имеющий свои опознавательные сигналы, по которым один радиоориентир можно отличить от другого. Эти опознавательные сигналы могут непрерывно излучаться радиомаяком или периодически прерывать обычные передачи маяка.

Выдерживать курс на радиомаяк можно с помощью другого радионавигационного устройства – радиополукомпаса. Радиополукомпас представляет собой радиоприемник, снабженный помимо обычной антенны рамочной антенной направленного действия. Рамочная антенна закрепляется неподвижно на самолете или корабле.

При плоскости рамки, перпендикулярной продольной оси корабля, приема на рамочную антенну не будет, если нос корабля направлен точно на радиомаяк. В этом случае осуществляется прием только на обычную антенну. При отклонении оси корабля от направления на радиомаяк возникает прием на рамочную антенну, что и сигнализирует об отклонении курса корабля. При этом фаза э.д.с. на выходе рамочной антенны будет меняться на угол в зависимости от направления отклонения ее оси.

Сравнивая фазы э.д.с. на выходе рамки и обычной антенны, можно судить об отклонении курса корабля от направления на радиомаяк. Сравнение фаз производится автоматически. Практически о правильности курса на радиомаяк судят по показаниям стрелочного прибора на выходе радиополукомпаса.

Если кораблю надо следовать курсом, отличным от направления на радиомаяк, пользуются другим радионавигационным прибором – радиокомпасом. Радиокомпас в отличие от полукомпаса снабжен подвижной рамочной антенной. Поворачивая рамку в положение нулевого приема, по углу ее поворота можно судить о направлении на радиомаяк при любом курсе корабля или самолета. Поворот рамочной антенны в положение нулевого приема производится в радиокомпасе автоматически. При этом отработанные углы поворота фиксируются стрелочным прибором, по показаниям которого и судят о направлении на радиомаяк.

Еще одним радионавигационным средством является радиопеленгатор, представляющий собой разновидность радиокомпаса. Радиопеленгатор устанавливается неподвижно на земле и позволяет определить направление на радиопередающую станцию, т. е. пеленг этой радиостанции. Если в качестве такой станции использовать бортовой радиопередатчик корабля или самолета, то с помощью радиопеленгатора можно определить их пеленг. По пересечению пеленгов, полученных от двух радиопеленгаторов, можно установить местонахождение потерявшего ориентировку самолета или корабля.

Определить свое местонахождение может и непосредственно сам корабль или самолет с помощью бортового радионавигационного оборудования. Для этого на земле надо иметь систему взаимосвязанных радиомаяков. В настоящее время такие маяки устанавливаются и на специальных навигационных космических спутни­ках типа «Космос». Космическим навигационным маяком является, в частности, «Космос-1000».

Используемые в настоящее время радионавигационные системы позволяют решать и более сложные навигационные задачи: определять скорость движения корабля или самолета, вести автоматическую прокладку егокурса, обеспечивать заход на посадку и непосредственно посадку самолета при отсутствии видимости земли. Всовременный радионавигационный комплекс включается специализированная цифровая вычислительная машина, которая в силу своего быстродействия позволяет оперативно решать самые сложные навигационные задачи.