Curs Sisteme de Navigatie Si Dirijare

Curs Sisteme de Navigatie şi Dirijare

1. Introducer Introduceree în navigaţia navigaţia aeriană.... aeriană......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... .... 1.1. Aspect Aspectee introduct introductive ive şi repere repere istorice. istorice...... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... .... 1.. !etode"e !etode"e navigaţie navigaţieii aeriene.. aeriene....... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... ..... 1.$. Considera Consideraţii ţii genera"e. genera"e...... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ..... . Sisteme Sisteme şi şi ec%ipame ec%ipamente nte de radio radionavig navigaţie aţie apropia apropiată.... tă......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ....... .1. Aspect Aspectee genera"e. genera"e...... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... .. Descriere Descriereaa unor sisteme sisteme de navigaţie navigaţie apropiată apropiată..... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... ......... ..1. ..1. Sistemu" Sistemu" de aducere aducere "a ateri'are ateri'are (I)S*...... (I)S*........... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ..... ..1.1. ..1.1. Considera Consideraţii ţii genera"e. genera"e..... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ........ .... ..1.. ..1.. Compunere Compunereaa şi +uncţiona +uncţionarea rea sistemu"ui sistemu"ui..... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ....... ..1.$. ..1.$. A"te A"te sisteme sisteme de aducere aducere "a ateri'are ateri'are..... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... ......... ... ... Sistemu" Sistemu" de navigaţie navigaţie apropiată apropiată -/..... -/.......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ....... ...1. ...1. Descriere Descriere..... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... .... .... rincipii rincipii de +uncţiona +uncţionare... re........ .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ..$. ..$. Sistemu" Sistemu" D! (Distance (Distance !easuring !easuring 2uipmen 2uipment*... t*........ .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... .... ..$.1. ..$.1. Descriere Descriere..... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ..$.. ..$.. Compunere Compunereaa sistemu"u sistemu"uii D!....... D!............ .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... .... ..$.$. ..$.$. rincipiu" rincipiu" de +uncţiona +uncţionare re a" sistemu"u sistemu"ui.... i......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ..$.&. ..$.&. Ca"cu"are Ca"cu"areaa distanţei distanţei cu ajutoru" ajutoru" sistemu"u sistemu"ui.... i......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ....... ..&. ..&. Navigaţia Navigaţia cu ajutoru" ajutoru" sistemu"ui sistemu"ui com4inat com4inat -/5D!.. -/5D!....... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... $. Sistem Sistemee şi ec%ipame ec%ipamente nte de radio radionavig navigaţie aţie îndepartat îndepartată ă... ..... ..  ..... .....

06 06 0# 11 1$ 1$ 1& 1# 1# 1, 1, 0   $ $ & 6 3 $0 $1

$.1. Destinaţia Destinaţia şi c"asi+ica c"asi+icarea rea sisteme"o sisteme"orr de navigaţie navigaţie îndepartat îndepartată.... ă......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ....... $.. Descriere unor sisteme sisteme de radionavigaţie radionavigaţie îndepărtată. Sisiteme"e de navigaţie

$

%iper4o"i %iper4o"ice... ce........ .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .........

$$

$..1. $..1. De+iniţii De+iniţii şi repere repere istorice.. istorice....... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... .... $... $... Sistem Sistemu" u" )/AN )/AN . ... .. . .... .... .      . .

$& $&

$...1. $...1. 7enera"ita 7enera"itaţi... ţi........ .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... $.... $.... Identi+ica Identi+icarea rea staţii"or staţii"or )/AN.... )/AN......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ....... $...$. $...$. rincipiu" rincipiu" de +uncţiona +uncţionare re a" sisteme"o sisteme"orr %iper4o"i %iper4o"ice ce )/AN.... )/AN......... .......... .......... ..... $...&. $...&. e)/AN e)/AN (n%ance (n%ancedd )/AN*.... )/AN*......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ..... $..$. $..$. Sistemu" Sistemu" DCCA.... DCCA......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... ........ ... $..$.1. $..$.1. Caracteri Caracteristici stici genera"e. genera"e...... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... $..$. $..$.. . rinc rincipi ipiuu de +uncţi +uncţiona onare. re.... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... .......

$& $8 $6 $, $, $3 &1

$..$.$. Ca"cu"atoru" de drum !NI9/ !NI9/AC. AC.... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ..... $..&. $..&. Sistemu" Sistemu" DC9/A... DC9/A........ .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... $..&.1. $..&.1. 7enera"it 7enera"itaţi... aţi....... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... $..8. $..8. Sistemu" Sistemu" NS...... NS........... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ....... $..8.1. $..8.1. 7enera"it 7enera"itaţi.... aţi......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ..... $..8.. $..8.. :uncţio :uncţionare. nare...... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ........ .... &. Navigaţia &. Navigaţia 4a'ată 4a'ată pe sisteme de sate"iţi........................................ sate"iţi............................................................... ......................................... .................. &.1. Descriere Descriere iniţia"a iniţia"a şi crono"ogi crono"ogie.... e......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... &.. Sistemu" Sistemu" de po'iţiona po'iţionare re NANA-S9A/ S9A/ 7S....... 7S............ .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... .... &..1. &..1. Considera Consideraţii ţii genera"e. genera"e...... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... .... &... &... :uncţiona :uncţionarea rea sistemu"u sistemu"ui...... i........... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ....... &..$. &..$. !etoda !etoda te"emetric te"emetrică.... ă......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ........... ........... .....

&1 & &$ &$ &8 &6 &# &3 80 81 81 8

1 din 66


&..&. &..&. Determ Determinare inareaa vite'e vite'eii de dep"asar dep"asaree uti"i'; uti"i';nd nd e+ect e+ectu" u" Dopp"e Dopp"er. r...... .......... ........... ........... .......... .........

8$

&..8. &..8. articu"a articu"arităţi rităţi +uncţiona +uncţiona"e "e a"e sistemu"u sistemu"ui.i. Structura Structura semna"u"u semna"u"ui.... i......... .......... .......... .......... ....... &.$.6. &.$.6. o'iţiona o'iţionarea rea cu ajutoru" ajutoru" te%no"ogi te%no"ogiei ei 7S....... 7S............ .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... &..#. &..#. 9ipuri 9ipuri de receptoa receptoare re 7S....... 7S............ .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... ........ ... &..,. &..,. !odu" de +uncţiona +uncţionare re a unui receptor receptor 7S....... 7S............ .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ..... &..3. &..3. rori a"e măsurăto măsurători"or ri"or e+ectuate e+ectuate de te%no"ogi te%no"ogiaa 7S....... 7S............ .......... .......... .......... .......... .......... .......... ..... &..3.1. &..3.1. rori accident accidenta"e.. a"e....... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... .... &..3.. &..3.. rori sistematic sistematice.... e......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... 8.
88 86 8# 8, 83 83 60 6$ 6& 68 6# 6,

8.1.&. 8.1.&. S=nt%etic S=nt%etic -ision -ision 9ec%no" ec%no"og= og= (S-9*..... (S-9*.......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... ........ ...

agina a"4a

 din 66

6,


&..&. &..&. Determ Determinare inareaa vite'e vite'eii de dep"asar dep"asaree uti"i'; uti"i';nd nd e+ect e+ectu" u" Dopp"e Dopp"er. r...... .......... ........... ........... .......... .........

8$

&..8. &..8. articu"a articu"arităţi rităţi +uncţiona +uncţiona"e "e a"e sistemu"u sistemu"ui.i. Structura Structura semna"u"u semna"u"ui.... i......... .......... .......... .......... ....... &.$.6. &.$.6. o'iţiona o'iţionarea rea cu ajutoru" ajutoru" te%no"ogi te%no"ogiei ei 7S....... 7S............ .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... &..#. &..#. 9ipuri 9ipuri de receptoa receptoare re 7S....... 7S............ .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... ........ ... &..,. &..,. !odu" de +uncţiona +uncţionare re a unui receptor receptor 7S....... 7S............ .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ..... &..3. &..3. rori a"e măsurăto măsurători"or ri"or e+ectuate e+ectuate de te%no"ogi te%no"ogiaa 7S....... 7S............ .......... .......... .......... .......... .......... .......... ..... &..3.1. &..3.1. rori accident accidenta"e.. a"e....... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... .... &..3.. &..3.. rori sistematic sistematice.... e......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... 8.
88 86 8# 8, 83 83 60 6$ 6& 68 6# 6,

8.1.&. 8.1.&. S=nt%etic S=nt%etic -ision -ision 9ec%no" ec%no"og= og= (S-9*..... (S-9*.......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... ........ ...

agina a"4a

 din 66

6,


agina a"4a

$ din 66


agina a"4a

& din 66


1. INTRODUCERE ÎN NAVIGAŢIA AERIANĂ 1.1 Aspecte introductive si repere istorice [1 Studierea tuturor metode"or> procedee"or şi principii"or prin respectarea cărora se rea"i'ea'ă a"egerea> pregatirea şi parcurgerea unui '4or pe un drum o4"igat între două puncte a"ese de pe supra+aţa terestră se rea"i'ea'ă cu ajutoru" ştiinţei numite navigaţie aeriană. /o"u" principa" a" acestei ştiinţe este de a a+"a cu e?actitate po'iţia în care te a+"i> direcţia în care te dep"ase'i> perioada de timp şi com4usti4i"u" necesar pentru rea"i'area '4oru"ui sta4i"it. Navigaţia aeriană este ştiinţa care> îm4in;nd cu pricepere teoria cu practica> rea"i'ea'ă dep"asatrea aeronavei pe direcţia dată> atingerea unor ţinte cu preci'ie> re'o"varea cu succes a unor situaţii de"icate şi aducerea aeronavei "a ateri'are indi+erent de condiţii"e meteoro"ogice. !etode"e navigaţiei aeriene sunt +o"osite at;t în procesu" de pi"otare a aeronavei> c;t şi în ce" de contro" a" tra+icu"ui aerian pentru dirijarea aeronavei de@a "ungu" unui traiect presta4i"it. rime"e u"i"i'ari a"e mij"oace"or şi metode"or navigaţiei aeriene datea'ă încă din anu" 1#,8 cand s@a rea"i'at primu" '4or cu ajutoru" unui 4a"on "a traversarea Cana"u"ui !;necii> apoi ca în anu" 1310 să se rea"i'e'e prima dep"asare aeriană cu o aeronavă din "veţia în Ita"ia. După rimu" /a'4oi !ondia" navigaţia aeriană cunoaşte o de'vo"tare considera4i"ă prin descoperirea şi de'vo"tarea instrumente"or de 4ord care au simp"i+icat considera4i" '4oru". n acest sens rea"i';ndu@se prime"e succese remarca4i"e şi anume '4oruri"e de traversare a ceanu"ui A"t"antic> ce"e în regiuni"e îng%eţate> ş.a. Aceste per+ormanţe de '4or pe distanţe şi durate din ce în ce mai mari i@a impu"sionat at;t pe pi"oţii aeronave"or c;t şi pe constructorii acestora să rea"i'e'e aeronave care să re'iste oricăror provocări.

8 din 66


Anii 13$0 repre'intă perioada de naştere a navigaţiei radio> devenind astă'i cea mai importantă componentă a navigaţiei> +ară de care ra'4oiu" ar +i de neconceput. 9oate aceste rea"i'ări au +ost datorate muncii persona"u"ui navigant şi a constructori"or de aeronave şi ec%ipamente de 4ord. Ast+e"> persona"u" navigant av;nd ro"u" de decumentare asupra tuturor +actori"or care pot in+"uenţa '4oru" ast+e" înc;t să +ie capa4i"i să re'iste +i'ic şi psi%ic oricarei situaţii aparute de@a "ungu" '4oru"ui. n ca'u" constructori"or> principa"u" ro" +iind ace"a de îm4unătăţire a per+ormanţe"or aeronavei prin urmărirea succese"or şi c%iar insuccese"or privitoare "a '4oruri"e anterioare. rogresu" impune contemporani"or e+ectuarea '4oruri"or c;t mai e+icient> în dep"ină siguranţă şi în timpu" prevă'ut.

1.!. "etode#e n$vi%$&iei $eriene [! De@a "ungu" timpu"ui în cadru" navigaţiei aeriene s@au descoperit şi de'v"otat mai mu"te metode a"e navigaţiei care au ca principa" scop îndep"inirea ce"or trei mari o4iectiveB securitatea> preci'ia şi e+icienţa '4oru"ui. (:ig. 1.1.*

!etoda navigației inerția"e

!etoda navigației cu ajutoru" sistemu"ui 7NSS

!9D) NA-I7AȚII A/I/N !etoda navigației astronomice

!etoda navigației radioe"ectronice :igura 1.1. !etode"e navigaţiei aeriene 6 din 66

!etoda navigației o4servate

!etoda navigației i'o4arice !etoda navigației estimate


"etod$ n$vi%$&iei o'serv$te ("a vedere* este cea mai simp"ă metodă de navigare care presupune con+runtarea permanentă a %arţii cu terenu" survo"at. Această metodă nu se +o"oseşte pentru '4oruri"e pe distanţe +oarte mari şi deasupra întinderi"or de apă> aco"o unde repere"e "a so" "ipsesc.

"etod$ n$vi%$&iei esti($te este metoda care se 4a'ea'ă pe indicaţii"e aparaturii de 4ord şi a ca"cu"e"or e+ectuate +ără a se +ace re+erire "a repere"e de pe so".

"etod$ n$vi%$&iei $strono(ice este metoda prin care se determină po'iţia aeronavei cu ajutoru" o4servarii aştri"or cereşti cu oc%iu" "i4er sau cu instrumente specia"i'ate în acest sens.

"etod$ n$vi%$&iei r$dioe#ectronice +o"oseşte mij"oace radioe"ectronice pentru a determina po'iţia aeronavei şi menţinerea acesteia pe traiect. Dupa mij"oace"e +o"osite> aceasta se împarte înB •

•

navigaţie radio goniometricăB •

de 4ord

•

terestră.

navigaţia cu radaru"B •

de 4ord

•

"a so"

•

circu"ară

•

%iper4o"ică

•

Dopp"er.

Această metodă este cea mai între4uinţată datorită gradu"ui mare de preci'ie pe care î" o+eră în determinarea e"emente"or de navigaţie.

"etod$ n$vi%$&iei iner&i$#e este metoda prin care se determina po'iţia aeronavei şi menţinerea acesteaia pe traiect cu ajutoru" in+ormaţii"or cu"ese de "a +orţe"e de acce"eraţie care acţionea'ă asupra ce"or trei a?e a"e avionu"ui.

"etod$ n$vi%$&iei i)o'$rice este uti"i'ată în '4oru" "a îna"ţimi mari şi +oarte mari desupra întinderi"or de apă şi are ca ro" menţinerea aeronavei pe traiect prin determinarea derivei cu ajuoru" radioa"timetru"ui şi a a"timetru"ui 4arometric.

"etod$ n$vi%$&iei cu $*utoru# siste(e#or GN++ , navigaţia spaţia"ă* este metoda prin care se determină at;t po'iţia tridimensiona"ă a aeronavei c;t şi menţinerea acesteia pe direcţia sta4i"ită cu ajutoru" in+ormaţii"or "uate de "a ce" puţin patru sate"iţi. Aceasta metodă este +oarte des uti"i'ată datorită e+icienţei în preci'ie e?trem de ridicate. # din 66


1.-. Consider$&ii %ener$#e [- /adionavigaţia este ramura radiote%nicii în care principa"u" ro" este ace"a de determinare a direcţiei şi distanţei cu ajutoru" unde"or e"ectromagnetice. Datorită gradu"ui mare de preci'ie pe care această metodă î" o+eră> navigaţia e"ectronică este uti"i'ată în dirijarea tuturor tipuri"or de aeronave> de "a ce"e mici> de agrement> pană "a aero4u'e şi avioane cu vite'e supersonice. reci'ia siteme"or de radionavigaţie este impusă de B •

necesitatea dirijarii unui numar +oarte mare de aeronave în ace"aşi timp> at;t ce"e de pe cai"e aeriene> c;t şi ce"e e?istente pe aerodrom

•

creşterea continua a vite'e"or de dep"asare a aeronave"or

•

deco"area şi ateri'area în per+ectă siguranţă indi+erent de condiţii"e de vi'i4i"itate. Determinarea e"emente"or de navigaţie se rea"i'ea'ă cu ajutoru" mij"oace"or de navigaţie.

Aceste mij"oace sunt grupate în două categorii> mij"oace de navigaţie "a 4ordu" aeronave"or şi mij"oace "a so". n genera"> mij"oace"e de "a 4ordu" aeronave"or "ucrea'ă în core"aţie cu ce"e de "a so"> +apt ce duce "a mărirea preci'iei şi securităţii '4oru"ui. :iecare mij"oc de navigaţie treansmite un semna" de identi+icare în cod !orse sau în c"ar pentru ca ec%ipaju" de "a 4ord să cunoască tot timpu" daca aeronava se dep"asea'ă pe direcţia presta4i"ită. Domeniu" radionavigaţiei este +oarte "arg> at;t prin mu"titudinea metode"or +o"osite > c;t şi prin varietatea mij"oace"or şi ec%ipamente"or uti"i'ate. !ij"oace"e de radionavigaţie se c"asi+ică după mai mu"te criterii ast+e"B a* din punct de vedere a" distanţei de acţiuneB •

mij"oace pentru distanţe scurte (inc"usiv ce"e de apropiere şi ateri'are* cu acţiune p;nă "a 100 Em

•

mij"oace pentru distanţe medii de acţiune p;nă "a 800 Em

•

mij"oace de mare distanţă cu acţiune peste 800 Em.

4* din punct de vedere a" +recvenţei de "ucruB •

mij"oace care +ucţionea'ă în +recvenţe +oarte joase (-):*

•

mij"oace care +ucţionea'ă în +recvenţe joase ():*

•

mij"oace care +ucţionea'ă în +recvenţe medii (!:*

•

mij"oace care +ucţionea'ă în +recvenţe îna"te (F:* , din 66


•

mij"oace care +ucţionea'ă în +recvenţe +oarte îna"te (-F:*

•

mij"oace care +ucţionea'ă în +recvenţe u"tra îna"te (
•

mij"oace care +ucţionea'ă în +recvenţe superioare (SF:*.

c* din punct de vedere a" principiu"ui de +uncţionareB •

mij"oace cu unde întreţinute

•

mij"oace cu unde mudu"ate în amp"itudine

•

mij"oace cu unde mudu"ate în +recvenţă

•

mij"oace cu impu"suri.

d* din punct de vedere a" caracteru"ui e"emente"or de navigaţieB •

mij"oace goniometrice care determină ung%iu" (a'imutu"* +aţă de meridianu" terestru

•

mij"oace te"emetrice care determină distanţa +aţă de reper

•

mi"oace com4inate sau goniote"emetrice care determină at;t a'imutu" c;t şi distanţa +aţă de "ocu" de amp"asare pe so"

•

mij"oace %iper4o"ice care determină coordonate"e avionu"ui prin "inii de po'iţie de +orma %iepr4o"ei. G&H

Din punctu" de vedere a" distanţei de acţiune> deose4im următoare"e mij"oace de redionavigaţieB •

din prima categorie> a ce"or cu acţiune p;nă în 100 Em> înta"nim radio+aruri"e nedirecţiona"e de mică putere numite şi radio4a"i'e> sisteme"e de ateri'are instrumenta"ă I)S (Instrumenta" )anding S=stem* şi radioa"timetre de di+erite tipuri.

•

din cea de@a doua categorie> mij"oace"e cu acţiune p;nă "a 800 Em> avem radaru" pentru contro"u" tra+icu"ui aerian A9C (Aerian 9ra++ic Contro"* şi radio+aru" omnidirecţiona" -/ (-er= Fig% :re2uenc= mnidirectiona" /ange*.

•

din u"tima categorie> mij"oace cu acţiune peste 800 Em> +ac parte ec%ipamente"e de tip %iper4o"ic CNS)> )/AN> !7A.

Din punctu" de vedere a" +recvenţei de "ucru> deose4imB •

ec%ipamente pe +recvenţe +oarte joase -): (-er= )o :re2uenc=* cum este ca'u" sistemu"ui !7A

•

ec%ipamente pe +recvenţe joase ): ()o :re2uenc=* din care +ac parte sisteme"e CNS)> DCCA şi radio+aru" omnidirecţiona"

3 din 66


•

sisteme"e ce +uncţionea'ă pe +recvenţe medii !: (!edium :re2uenc=* din care +ac parte sistemu" )/AN şi radio+aru" omnidirecţiona"

•

ec%ipamente cu +recvenţe îna"te F: (Fig% :re2uenc=* în care intră radiogoniometre"e terestre

•

insta"aţii"e cu +recvenţă de "ucru +oarte îna"te -F: (-er= Fig% :re2uenc=* J radio+aruri"e omnidirecţiona"e de tip -/ sau sisteme"e de ateri'are I)S

•

ec%ipamente ce +uncţionea'ă pe +recvenţe u"tra îna"te
•

ec%ipamente ce "ucrea'ă "a +recvenţe superioare> de domeniu" 7F' sau a" unde"or centimetrice din care +ac parte radio"ocatoru" de 4ord panoramic /K> radioa"timetru" şi sistemu" !I)S (!icroave Instrumenta" )anding S=stem* înt;"nit şi su4 denumirea prescurtată de !)S. n u"tima perioadă> este de remacat tendiţa ec%ipamente"or de a "ucra în domeniu"

+recvenţe"or îna"te (micounde*> pre"ucrarea in+ormaţii"or de navigaţie +ac;ndu@se cu ajutoru" ca"cu"atoare"or de 4ord a caror e+icienţă +iind +oarte ridicată cu privire "a vite'a de "ucru> ga4aritu" şi greutatea acestora.

+iste(e de r$dion$vi%$ție ndep$rt/ Sisteme de radionavigație neautonome

Sisteme independente

)/AN

Fiper4o"ice

DCA

/adaru" panoramic de 4ord

!7A 7S

Spația"e

Inerția"e

)/AN

7S INS

10 din 66

Sisteme geote%nice


:igura 1.. Structura genera"ă a sisteme"or de radionavigaţie

:o"osirea sate"iţi"or arti+icia"i ai ăm;ntu"ui pentru rea"i'area unor sisteme de radionavigaţie îndepărtată a contru4uit în mod esenţia" "a e"iminarea unor di+icu"tăţi ce păreau insurmonta4i"e în procesu" de de'vo"tare a mij"oace"or de radionavigaţie destinate dirijării ve%icu"e"or aeriene> maritime şi terestre. Sisteme"e de radionavigaţie prin sate"iţi se deose4esc de toate sisteme"e terestre de radionavigaţie îndepărtată cunoscute prin c;teva trăsături caracteristice. n primu" r;nd> aparatura de emisie a+"ată "a 4ordu" sate"iţi"or arti+icia"i ai ăm;ntu"ui (SA* de dep"asea'ă cu vite'e mu"t mai mari dec;t vite'a majorităţii ve%icu"e"or deservite. n consecinţă> sisteme"e

de

radionavigaţie prin sate"iţi (S/S* se caracteri'ea'ă printr@o îna"tă rapiditate de acţiune> de unde decurg particu"arităţi"e speci+ice de construcţie> +uncţionare şi uti"i'are. !ai mu"t> p;nă "a apariţia sate"iţi"or arti+icia"i ai ăm;ntu"ui> nu a +ost posi4i"ă uti"i'area unde"or u"trascurte în domeniu" radionavigaţiei îndepărtate> deşi au +ost cunoscute proprietăţi"e importante a"e mij"oace"or care +uncţionea'ă în această gamă de +recvenţe> dintre care se pot menţionaB marea capacitate de tra+ic a cana"e"or de radio"egătură> preci'ia îna"tă a măsurări"or radio. n a" trei"ea r;nd> sisteme"e terestre de radionavigaţie îndepărtată nu pot asigura determinarea parametri"or de navigaţie cu aceeaşi preci'ie îna"tă indi+erent de po'iţia> timpu" şi condiţii"e de acţiune a"e ve%icu"e"or deservite. n sc%im4 S/S posedă din p"in capacitatea de a asigura determinarea cu aceeaşi îna"tă preci'ie a tuturor parametri"or de navigaţie indi+erent de condiţii"e speci+icate anterior. Se poate deci considera că S/S posedă o serie de proprietăţi importante> cum ar +iB acoperirea g"o4a"ă> acţiunea rapidă> pro4a4i"itatea îna"tă de determinare a parametri"or de navigaţie cu erori mici în orice regiune a p"anetei> indi+erent de po'iţia şi timpu" de acţiune a ve%icu"e"or deservite. Se pare că avantaju" principa" a" S/S constă în +aptu" că asigură re'o"varea pro4"eme"or de navigaţie în orice condiţii meteo> 'iua şi noaptea> cu o preci'ie su+icient de îna"tă şi într@un timp +oarte scurt. Desigur> e?istă şi une"e asemănări între sisteme"e S/S şi a"te sisteme de navigaţie. deose4irea esenţia"ă const;nd în +aptu" că radiostaţii"e S/S sunt sate"i'ate. De menţionat că în ca'u" sistemu"ui de radionavigaţie cu sate"it> ro"u" reţe"ei +i?e de "a so" a staţii"or de emisie este în"ocuit cu po'iţii"e succesive a"e unui singur sate"it p"asat pe o or4ită cunoscută.

11 din 66


Desigur> pentru a asigura acoperirea> se +o"osesc mai mu"ţi sate"iţi. De asemenea> se constată că S/S se aseamănă şi cu sisteme"e de astronavigaţie> în sensu" că puncte"e de reper +o"osite sunt tot corpuri cereşti> repre'entate de sate"iţii arti+icia"i ec%ipaţi cu aparatură radioe"ectronică adecvată. După cum este cunoscut> deja e?istă reţe"e de sate"iţi de radionavigaţie care se găsesc în stare operaţiona"ă. Dintre acestea se pot menţiona sistemu" 7)NASS> 9/ANSI9> NA-S9A/> A/S9A9> SA/SA9> NA-SA9. Aceste sisteme pot re'o"va în a+ară de pro4"eme"e de navigaţie şi a"te +uncţii> dintre care se menţionea'ăB •

Comanda ve%icu"e"or aeriene şi maritime pe căi"e aeriene şi maritime de

comunicaţie • Averti'area nave"or aeriene şi maritime asupra situaţii"or de avarie> determinarea "ocu"ui unde s@a produs avaria şi dec"anşarea acţiuni"or de sa"vare • 9ransmiterea "a 4ordu" nave"or a in+ormaţii"or meteo curente şi prevenirea ec%ipaje"or despre apariţia unor +enomene pericu"oase în atmos+eră sau pe oceane

!. +I+TE"E 0I ECI2A"ENTE DE RADIONAVIGAŢIE A2RO2IATĂ !.1. Aspescte %ener$#e [3 Sistemu" de radionavigaţie apropiată este un ec%ipament +ormat din radio+aruri terestre şi aparatură de 4ord> care asigură determinarea în 'ona sa de acţiune a in+ormaţii"or re+eritoare "a a'imut şi distanţă. A'imutu" şi distanţa se determină în raport cu punctu" de radionavigaţie (/N* în care este p"asată antena radio+aru"ui. Coordonate"e acestui punct sunt cunoscute> iar determinarea in+ormaţii"or de navigaţie se poate +ace "a 4ord şi în /N sau numai "a 4ordu" aeronavei. c%ipamentu" de so" a" sistemu"ui de radionavigaţie apropiată este compus dintr@un radio+ar a'imuta" şi unu" te"emetric. c%ipamentu" de 4ord este destinat pentru măsurarea a'imutu"ui şi a distanţei p;nă "a radio+aru" terestru. De asemenea> se determină po'iţia aeronavei sau a4aterea acesteia de "a a'imutu" dat. Semna"e"e proporţiona"e cu a'imutu" şi distanţa aeronavei se transmit de "a ec%ipamentu" de 4ord a" sistemu"ui în ca"cu"atoru" acestuia pentru a se determina a4aterea aeronavei de "a traiectu" de '4or programat> precum şi "a ec%ipamentu" de a+işare a in+ormaţii"or. Navigaţia se poate asigura at;t după semna"e"e o4ţinute de "a sistemu" de radionavigaţie apropiată> c;t şi după date"e +urni'ate de către sistemu" aerodinamic de ca"cu" a" coordonate"or> a"e cărui semna"e se pre"ucrea'ă împreună cu semna"e"e sistemu"ui de 1 din 66


radionavigaţie apropiată (S/NA*. Se pot distinge un cana" de a'imut şi unu" te"emetric. Cana"u" de a'imut este +ormat dintr@un radio+ar a'imuta" terestru şi ec%ipamentu" de 4ord. " asigură măsurarea a'imutu"ui în raport cu radio+aru". Ce" de@a" doi"ea cana"> este +ormat din radio+aru" te"emetric terestru şi aparatura de 4ord> asigur;nd determinarea distanţei aeronavei +aţă de radio+ar. n S/NA po'iţia aeronave"or se determină prin intersecţia a două "inii de po'iţie di+erite cu ajutoru" ec%ipamentu"ui de 4ord. Dacă sistemu" +uncţionea'ă în regim a'imuta" J te"emetric> po'iţia aeronavei se determină "a intersecţia dintre "inia a'imuturi"or ega"e (o dreaptă* şi "inia distanţe"or ega"e +aţă de radio+ar> care este un cerc. Dacă sistemu" +uncţionea'ă în regim te"emetric> po'iţia aeronavei se determină prin intersecţia a două "inii de po'iţie (cercuri*. Sistemu" mai poate +uncţiona în regim a'imuta"> c;nd punctu" aeronavei se determină "a intersecţia dintre două "inii de a'imuturi ega"e. e aceste principii s@au rea"i'at di+erite tipuri de sisteme de radionavigaţie apropiată> dintre care o răsp;ndire mai "argă au căpătat@o sisteme"e /SKN (de producţie sovietică*> sistemu" -/5D! şi 9ACAN (de producţie occidenta"ă*.
aducerea aeronavei în orice punct din "imite"e 'onei de acţiune a sistemu"ui

•

determinarea automată şi continuă a po'iţiei aeronavei

•

supraveg%erea de "a so" situaţiei aeriene

•

determinarea coordonate"or şi identi+icarea aeronave"or care uti"i'ea'ă sistemu" şi care se găsesc în "imite"e 'onei de acţiune a"e acestuia.

n componenţa sisteme"or de tip /SKN (sistem de aducere "a ateri'are de provenienta estica* intră un radio+ar a'imuta" te"emetric şi ec%ipamentu" de 4ord comun> care primeşte in+ormaţii at;t de a'imut> c;t şi de distanţă. Sistemu" mai permite aducerea aeronave"or "a ateri'are şi o4servarea de "a so" a situaţiei aeriene. Sistemu" -/5D! este destinat să determine continuu şi automat po'iţia aeronavei în '4or şi aducerea acesteia în orice punct din "imite"e 'onei de acţiune a sistemu"ui. /adio+aruri"e a'imuta" şi te"emetric a"e sisteme"or -/5D! se pot +o"osi şi ca ec%ipamente independente de navigaţie> constituind sisteme goniometrice> respectiv te"emetrice 1$ din 66


de navigaţie. Sistemu" -/5D! repre'intă un mij"oc standard de navigaţie apropiată pe "inii"e aeriene internaţiona"e. arametrii "ui sunt reg"ementaţi de către ACI. Sistemu" 9ACAN (9actica" Air Navigation S=stem* se uti"i'ea'ă pentru re'o"varea ace"oraşi pro4"eme ca şi sistemu" -/5D!. Se compune dintr@un interogator de 4ord şi un ec%ipament de so" pentru răspuns. Determinarea distanţei se +ace ca şi în sistemu" D!. !ăsurarea a'imutu"ui se rea"i'ea'ă cu ajutoru" unei caracterstici de directivitate rotative> deci se ap"ică un principiu asemănător cu ce" ap"icat în -/.

!.!. Descriere$ unor siste(e de n$vi%$&ie $propi$t/ !.!.1. +iste(u# de $ducere #$ $teri)$re I4+ [5 !.!.1.1. Consider$&ii %ener$#e Sistemu" I)S (Instrument )anding S=stem*> sistemu" de ateri'are după instrumente> a +ost conceput pentru a +urni'a o apropiere de preci'ie> cu indicarea a?u"ui pistei şi a pantei de co4or;re "a apropierea +ina"ă de radio+aru" de direcţie şi ce" de pantă. Sistemu" I)S repre'intă sistemu" principa" pentru e+ectuarea proceduri"or de apropiere pe toate aeroporturi"e civi"e şi mi"itare. Dacă se ţine seama că sistemu" I)S constituie şi 4a'a procedurii de ateri'are automată se poate admite că sistemu" este în p"ină evo"uţie. Acest sistem este +o"osit at;t de aviaţia civi"ă pentru '4oruri"e de transport mar+ă şi că"ători> c;t şi de aviaţia mi"itară. Sistemu" prevede un ec%ipament terestru care cu ajutoru" unde"or e"ectromagnetice materia"i'ea'ă a"iniamentu" pistei (direcţia de ateri'are> a"iniamentu" de co4or;re şi panta de ateri'are*. Conţine şi un sistem de radiomarEere vertica"e> amp"asate "a distanţe speci+ice +aţă de pragu" pistei de ateri'are> prin care sunt marcate anumite repere uti"e în apropierea de pista de ateri'are. c%ipamentu" corespun'ător "a 4ordu" aeronavei recepţionea'ă emisiuni"e insta"aţiei terestre care materia"i'ea'ă pe un indicator po'iţia aeronavei în raport cu a"iniamente"e materia"i'ate "a so" de insta"aţia terestră. /o"u" acestuia este şi ace"a de averti'are acustică şi sonoră depărtarea +aţă de DA. Sistemu" I)S repre'intă ast+e" un comp"e? de mij"oace radiote%nice "a so" şi "a 4ordu" avionu"ui> care permit pi"otu"ui în orice condiţii meteoro"ogiceB • să menţină direcţia precisă de apropiere "a ateri'are> corespun'ătoare p"anu"ui vertica"

ce trece prin a?u" pistei • să co4oare su4 un ung%i predeterminat> adică să păstre'e o pantă> ast+e" înc;t să

ajungă "a punctu" optim de contact cu pista> păstr;nd direcţia de apropiere "a ateri'are 1& din 66


• să determine 5$ distanţe +aţă de pragu" pistei.

Sistemu" I)S permite re'o"varea următoare"or pro4"eme de navigaţieB •

intrarea pe a?u" pistei şi menţinerea direcţiei de ateri'are p;nă "a pragu" pistei

•

menţinerea avionu"ui pe o pantă de co4or;re convena4i"ă p;nă "a vederea pistei

•

determinarea distanţei apro?imative +aţă de un punct de re+erinţă

• posi4i"itatea corectării erori"or eventua"e pe direcţia de ateri'are> +ără ca"cu"e prea comp"e?e.

!.!.1.!. Co(punere$ 6i 7unc&ion$re$ siste(u#ui Din punct de vedere +uncţiona" sistemu" poate o+eriB •

in+ormaţii de dirijare J radio+aruri"e de pantă şi direcţie

•

in+ormaţii despre distanţă J radiomarEere şi D!

•

in+ormaţii vi'ua"e J "umini de apropiere> pragu" DA> precum şi 4a"i'aju" DA.

:igura .1. Componenete"e sistemu"ui I)S G#H

/adio+aru" de direcţie (:ig. .1.* emite pe unu" din ce"e &0 de cana"e I)S în 4anda de +recvenţe 10,>10 J 111>38 !F'. Semna"e"e sa"e +urni'ea'ă pi"otu"ui date despre po'iţia a?u"ui pistei. Semna"u" de direcţie este transmis de "a capătu" îndepărtat a" DA şi asigură o "ăţime a +ascicu"u"ui de 100 +t. /adio+aru" asigură dirijarea de "a o distanţă de 1, mi"e nautice între a"titudinea de 100 +t. p;nă "a &800 +t. (:ig. .1.*. Indicaţii"e de corecţie a cursu"ui sunt asigurate de 'one"e ung%iu"are a serviciu"ui operaţiona" a" anteneiB 18 din 66


•

10° de +iecare parte a cursu"ui p;nă "a distanţa de 1, mi"e nautice

•

10 J $8° de +iecare parte a cursu"ui p;nă "a distanţa de 10 mi"e nautice.

n a+ara acestor 'one> semna"u" nu mai are ca"itatea de a +urni'a date sigure despre direcţie. /adio+aru" de pantă emite pe unu" din ce"e &0 de cana"e I)S în 4anda de +recvenţe $3>18 J $$8>00 !F' şi emite semna"u" în aceeaşi direcţie cu radio+aru" de direcţie. ste po'iţionat între #80 J 180 +t. +aţă de pragu" pistei şi "a 80 J 680 +t. "atera" +aţă de a?u" pistei şi transmite un +ascico" de 1>& ° desc%idere. Acest semna" +urni'ea'ă date despre co4or;re J panta de ateri'are p;nă "a în"ţimea de "uarea a deci'iei speci+icate în proceduri"e de apropiere I)S.
!99 : 839(

8 9 9 : 1 .9 9 9 (

R ; 2 ,G 2 =

1!9

: 1>9( " "

I" R ; D , 4 4 < =

R ; I

R ;A

O " R ; D

?3:839

1.939@:139

?.!!9

:igura .. Distanţe"e de dispunere a e"emente"or sistemu"ui I)S

/adiomarEer"e emit o peta"ă e"iptică de 1000 +t. deasupra antenei cu dimensiuni"e &00 +t. "ăţime şi &00 +t. "ungime. /eceptoare"e radiomarEer de "a 4ordu" aeronave"or tre4uie uti"i'ate pe sensi4i"itate mică pentru a avea o recepţie 4ună a semna"e"or marEer I)S. n mod o4işnuit se găsesc două radiomarEere asociate cu sistemu" I)SB ! şi !!. Sistemu" I)S de categoria a II Ja şi a III Ja au şi un I!. C;nd aeronava trece pe deasupra marEere@"or> pi"otu" primeşte următoare"e semna"eB

16 din 66


! J indică po'iţia "a care o aeronavă va intercepta panta de ateri'are I)S "a înă"ţime

•

sta4i"ită !! J indică distanţa de $800 +t. +aţă de pragu" DA şi semna"i'ea'ă +aptu" că aeronava

•

tre4uie să se găsească "a apro?imativ 00 +t. +aţă de înă"ţimea de "a pragu" DA I! J indică punctu" "a care aeronava a atins înă"ţimea de "uare a deci'iei.

•

Sistemu" I)S devine inoperativ c;ndB •

iese din +uncţiune radio+aru" de direcţie J apropierea I)S nu mai este autori'ată

•

iese din +uncţiune radio+aru" de pantă J apropierea se trans+ormă în apropiere +ără preci'ie.

!.!.1.-. A#te siste(e de $ducere #$ $teri)$re Sisteme"e de ateri'are cu comutarea diagramei de directivitate +uncţionea'ă tot pe principiu" sisteme"or cu DDA +i?ă dar semna"e"e modu"ate în amp"itudine sunt emise succesiv> ceea ce determină modu"aţia încrucişată şi simp"i+ică traseu" de propagare a semna"e"or între antene. Comutarea DDA se uti"i'ea'ă în ca'u" sisteme"or de ateri'are care +uncţionea'ă în gama unde"or decimetrice. Diagrama de directivitate a radio+aruri"or se crea'ă în spaţiu succesiv. Sisteme"e de ateri'are în gama unde"or centimetrice> cunoscute su4 denumirea prescurtată !I)S sau !)S (!icroave )anding S=stem* sunt destinate să asigure "a 4ord> în +o"osu" ec%ipaju"ui şi a sistemu"ui auotmat de comandă a" avionu"ui> in+ormaţii re+eritoare "a a4ateri"e de "a traiectoria de ateri'are> în p"an ori'onta" şi vertica"> "a minima distanţă +aţă de pragu" pistei> "a condiţii"e meteo> "a starea DA> "a minima de ateri'are. Di+erite"e variante de !)S s@au rea"i'at în scopu" în"ocuirii treptate a sisteme"or de ateri'are de tip I)S. n componenţa !)S intră ec%ipamente de so" şi de 4ord. c%ipamente"e de so" sunt destinate să de+inească 'ona în "imite"e căreia parametrii in+ormativi ai semna"e"or recepţionate depind de po'iţia ung%iu"ară a punctu"ui de recepţiei în p"an ori'onta" şi vertica"> +aţă de traiectoria de ateri'are> precum şi de distanţa p;nă "a punctu" de "uare a contactu"ui cu DA. c%ipamentu" de so" a" sistemu"ui !)S în con+iguraţie comp"etă constă din su4sistemu" goniometric care este +ormat din patru cana"e gonio> c;te două pentru măsurarea ung%iuri"or în p"an a'imuta" şi respectiv în p"an ori'onta". (:ig. .$.* 1# din 66


:igura .$. Sistemu" !)S amp"asat "a so" G,H

n componenţa +iecărui cana" goniometric intră unu" din următoare"e goniometre terestreB •

radio+aru" a'imuta" /:A1 @ destinat pentru măsurarea po'iţiei aeronavei în raport cu direcţia de ateri'are

•

radio+aru" a'imuta" /:A @ destinat pentru măsurarea po'iţiei aeronavei în raport cu direcţia de ateri'are în ca'u" ieşirii acesteia din ce" de@a" doi"ea viraj "a repetarea accidenta"ă a ateri'ării

•

radio+aru" de ung%i "oca" /:<)1 J destinat pentru determinarea ung%iu"ui în p"an vertica" "a co4or;rea aeronavei

•

radio+aru" de ung%i "oca" /:<) J destinat pentru determinarea ung%iu"ui în p"an vertica" "a redresarea aeronavei.

n componenţa su4sistemu"ui te"emetric intră un radio+ar te"emetric /:9. n ca'u" sisteme"or !)S simp"e> în "ocu" su4sistemu"ui te"emetric se poate uti"i'a cana"u" de marcare a" sistemu"ui I)S. c%ipamentu" de 4ord a" sistemu"ui !)S este destinat pentru măsurarea ung%iu"ui în raport cu a?a DA în p"an ori'onta" şi cu so"u" în p"an vertica"> precum şi pentru măsurarea distanţei p;nă "a punctu" de contact cu pista. " este +ormat dintr@un ca"cu"ator digita" şi din aparatura su4sisteme"or goniometric şi te"emetric. Acestea din urmă se compun dinB dispo'itivu" de antenă> e"emente de ap"icare pre"iminară a semna"e"or> ec%ipamente de conversie> decodi+icare şi de pre"ucrare a semna"e"or goniometrice> te"emetrice şi comp"ementare. De asemenea mai cuprinde interogatoru" te"emetru"ui şi a dispo'itivu"ui de a+işare. n +uncţie de natura parametru"ui in+ormativ a" semna"u"ui> sisteme"e !)S pot +i de două tipuriB de impu"suri şi de +recvenţă. Corespun'ător acestor tipuri sunt sisteme"e 9/SK şi D!)S.

1, din 66


Sistemu" 9/SK (9ime /e+erence Scanning Keam* se 4a'ea'ă pe uti"i'area radio+aruri"or cu diagramă de directivitate îngustă 4a"eiată. n cadru" acestui sistem se uti"i'ea'ă codi+icarea temporară a semna"e"or. Sistemu" D!)S (Dopp"er !)S* se 4a'ea'ă pe ap"icarea dep"asării Dopp"er de +recvenţă proporţiona" cu ung%iu" măsurat. Su4sistemu" te"emetric a" sistemu"ui !)S uti"i'ea'ă un ec%ipament moderni'at de tip D! a" sistemu"ui de radionavigaţie apropiată -/5D!.

!.!.!. +iste(u# de n$vi%$&ie $propi$t/ VOR [5 !.!.!.1. Descriere Sistemu" -/ este un mij"oc de radionavigaţie care "ucrea'ă pe +recvenţă îna"tă +o"osit des în '4oru" instrumenta". Denumirea -/ provine de "a -er= Fig% :re2uenc= mni@ Directiona" /adio /ange (ra'a semna"u"ui radio omni@direcţiona" de îna"tă +recvenţă *> a4reviat şi -F: omni range J -/. (:ig .&.*

:igura .&. c%ipamentu" de 4ord -/ G3H

Avantaje"e sistemu"ui -/ sunt următoare"eB • •

sensi4i"itate redusă "a inter+erenţe"e e"ectrice şi atmos+erice e"iminarea e+ectu"ui nopţii> din moment ce semna"e"e -F: sunt "inii de transmisie şi nu sunt re+"ectate de ionos+era (ca semna"e"e NDK în 4anda ): 5 !:*. Siguranţa şi acurateţea semna"e"or -/ permit +o"osirea acestuia cu încredere în orice

condiţii meteo> 'iua sau noaptea> în scopuri cum ar +iB 13 din 66


• • •

orientare şi +i?are a po'iţiei dep"asarea pe drum înspre sau dinspre o staţie terestră -/ aşteptarea (pentru acţiuni de întar'iere sau manevrare*. Sistemu" -/ este compus dintr@o reţea de NDK J uri care transmit semna"e"e ce conţin

in+ormaţii precise despre a'imut ast+e" înc;t pe ";ngă recepţia semna"u"ui pi"otu" poate determina e?act re"evmentu" magnetic (respectiv radia"u" pe care '4oară aeronava +aţă de staţie*. Avantaju" major este ace"a că direcţia către staţie este citită direct de pe ec%ipamentu" de indicare> deci in+ormaţia despre po'iţia pe un anumit radia" a" -/@ u"ui este pre'entată direct şi precis pe indicatoru" acestuia. n ca'u" în care "a 4ordu" aeronavei e?istă două indicatoare -/ se acordea'ă pe două +recvenţe> se trasea'ă pe %artă ce"e două radia"e> iar "a intersecţia acestora se determină po'iţia aeronavei. !ai e?istă în e?p"oatare un ec%ipament /NA- (a/ea NA-igation* care preia in+ormaţii de "a două sau mai mu"te staţii -/ simu"tan cre;nd ast+e" un L-/ virtua"M care măreşte preci'ia determinări"or -/.

!.!.!.!. 2rincipii de 7unc&ion$re Staţia terestră -/ transmite două semna"e radio -F:B •

+a'a de re+erinţă> care este omni@direcţiona"ă ( aceeaşi în toate direcţii"e *

•

+a'a varia4i"ă> care se roteşte uni+orm "a o rată de 1.,00 de revo"uţii pe minut> cu +a'a variind "a o rată constantă prin toate ce"e $60 Antena unui receptor -/ de aeronavă (:ig. .8.* recepţionea'ă semna"e"e> a"e caror

di+erenţă de +a'ă (di+erenţa dintre v;r+uri"e de undă * sunt măsurate> această di+erenţă depin';nd de re"evmentu" avionu"ui de "a staţia terestră. n acest +e"> -/@u" poate determina re"evmentu" magnetic a" avionu"ui de "a staţia terestră -/ ast+e"B •

cu ajutoru" unui semna" de re+erinţă de $0F'> omnidirecţiona"> modu"at în +recvenţă care

are o +a'ă constantă indi+erent de po'iţia antenei aeronavei +aţă de staţia -/ • cu ajutoru" unui semna" direcţiona" de $0F' modu"at în amp"itudine> creat de caracteristica circu"ară de directivitate a staţiei -/ Semna"u" de re+erinţă de $0F' modu"at în +recvenţă este sincroni'at cu semna"u" modu"at în amp"itudine ce are o +recvenţă de $0 rot5s ast+e"B • ce"e două modu"aţii de $0F' sunt în +a'ă cu receptoru" -/ de "a 4ordu" aeronavei c;nd

acestea sunt îndreptate spre nordu" magnetic a" staţiei de "a so" 0 din 66


• di+erenţa de +a'ă> masurată în orice a"t punct> va ec%iva"a cu in+"uenţa capu"ui magnetic a"

aeronavei +aţă de ce" a" staţiei -/.

:igura .8. !ode"e de atene -/ insta"ate pe aeronave

Semna"e"e transmise de staţia terestră -/ suntB • • • • •

în +a'ă pe nordu" magnetic> care este re+erinţă pentru semna"e"e -/ 30 în a+ara +a'ei pe estu" magnetic 030! 1,0 în a+ara +a'ei pe sudu" magnetic 1,0! #0 în a+ara +a'ei pe vestu" magnetic #0! $60 în a+ara +a'ei ( înapoi în +a'ă * "a nordu" magnetic $60!> sau 000!. )a +iecare 10 secunde un semna" de cod ident este transmis> permiţ;nd ast+e" aeronavei să

identi+ice cu preci'ie -/@u". Anumite -/@uri pot avea şi transmisii voce cu un A9IS re"evant. :iind un mij"oc de radionavigaţie în 4anda de +recvenţă 10,>0@11#>38 !F'> -/@u" permite recepţia de îna"tă ca"itate a "inii"or de transmisie> din moment ce e?istă inter+erenţe reduse de "a 'gomotu" din atmos+eră în această 4andă. /ecepţionarea poate +i a+ectată de terenu" înconjurator staţiei terestre> înă"ţimea radio+aru"ui> a"titudinea avionu"ui şi distanţa acestuia +aţă de staţie.

!.!.-. +iste(u# D"E ,Dist$nce "e$surin% EBuip(ent= [5 !.!.-.1. Descriere c%ipamentu" pentru măsurarea distanţei este un instrument de radionavigaţie care +o"oseşte principiu" măsurării distanţei prin cronometrarea timpu"ui de înt;r'iere a unui semna" radio de îna"tă +recvenţă transmis de sistemu" de "a 4ordu" unei aeronave către o staţie terestră şi semna"u" radio primit de "a staţia respectivă. Sistemu" "ucrea'ă în 4anda unde"or permanent distanţa o4"ică dintre o aeronavă şi ec%ipamentu" amp"asat "a so". 1 din 66


n genera" ec%ipamentu" de "a so" pentru măsurare nu "ucrea'ă independent ci com4inat cu un radio+ar omnidirecţiona" -/ +orm;nd un sistem com4inat -/5D!. Sistemu" de "a so" D! poate "ucra simu"tan cu un număr de peste o sută de aeronave. Sistemu" D! a +ost inventat de dard 7eorge L9a++=M în timp ce era angajat ca şe+ a" divi'iei de /adio+i'ică a" LCommonea"t% Scienti+ic and Industria" /esearc% rganisationM (CSI/*.  a"tă versiune a sistemu"ui a +ost de'vo"tată de A!A)7A!A9D OI/)SS A care +uncţiona în 4anda de +recvenţă de 00 !F' -F:. Această versiune internă a +ost adoptată de către Departamentu" :edera" a" Aviaţiei Civi"e ca D! D (sau D! intern*> iar versiunea u"terioară a +ost adoptată "a nive" internaţiona" de către ICA(ACI* su4 denumirea de D!. Acest sistem este simi"ar cu un radar secundar cu deose4irea că se a+"ă "a 4ordu" aeronave"or şi nu "a so"> +iind produs mai înt;i cu ro" de transponder I::. Sistemu" D! este un re'u"tat a" de'vo"tării sistemu"ui de indenti+icare amic@inamic(I::*> îm4unătăţit mai a"es după ce" de@a" doi"ea ră'4oi mondia". entru menţinerea compati4i"ităţii între sisteme> +uncţionarea D! este identică cu componenta de măsurare a distanţei din cadru" sistemu"ui 9ACAN.

!.!.-.! Co(punere$ siste(u#ui D"E Sistemu" D! este compus dintr@un emiţător şi un receptor (interogator* în gama dispus "a so". După cum se poate o4serva în +iguri"e .6. şi .#. ce"e două sisteme au următoare"e mari părţi componente B Sistemu" de "a 4ordu" aeronavei este compus dinB antenă> transmiţător> receptor> se"ector de cana"e> circuite de distanţă> insta"aţie de a+işare. Sistemu" staţiei terestre este compus dinB antenă> transmiţător> receptor.

 din 66


:igura .6. Sc%ema 4"oc a sistemu"ui D! de "a 4ordu" aeronave

:igura .#. Sc%ema 4"oc simp"i+icată a staţiei terestre D!.

n +igura .,. sunt pre'entate e"emente"e indicatoru"ui D! de "a 4ordu" aeronavei> după cum urmea'ăB • • • • •

indicatoru" de distanţă timpu" către staţia terestră se"ectoru" modu"ui de "ucru comutator de +recvenţe vite'a "a so".

$ din 66


:igura .,. Indicatoru" D! de "a 4ordu" aeronavei

Staţii"e terestre a"e sistemu"ui D! (:ig .3.* "ucrea'ă conjugat cu staţii"e sisteme"or -/ şi I)S> "ocu" de dispunere a" acestora +iind ace"aşi> +ie în pre"ungirea DA +ie amp"asate de@ a "ungu" căi"or aeriene. ?istă 16 de cana"e date înspre uti"i'area de către operatorii civi"i> +iecare dintre aceste cana"e "ucrea'ă într@o gamă unică de +recvenţe. Aceste +recvenţe au +ost +ormu"ate de către ICA şi sunt +o"osite în toată "umea. i"oţii tre4uie să cunoască deta"ii"e e?acte a"e +recvenţe"or cu care vor "ucra> din moment ce gama este se"ectată automat în momentu" c;nd aceştia se"ectea'ă +recvenţa asociată unei staţii -/ sau I)S. Sistemu" D! poate +i +o"osit şi cu sistemu" sistemu" mi"itar 9ACAN 9ACAN (tactica" air navigation* navigation* pentru a+"area distanţei. distanţei.

:igura .3. Staţie terestră D! G10H

!.!.-.-. 2rincipiu# de 7unc&ion$re $# siste(u#ui Aeronave"e +o"osesc sistemu" D! pentru a determina distanţa acestora p;nă "a o staţie de "a so" prin trimiterea şi primirea de perec%i de semna"e radio (impu"suri (impu"suri e"ectromagnetice * @ două impu"suri impu"suri cu durată durată şi o pau'ă 4ine determina determinată. tă. D! operea'ă operea'ă în 4anda 4anda radio uti"i';nd +recvenţe de "a 36 !F' p;nă "a 11$ !F'. & din 66


Staţii"e terestre> de o4icei> sunt amp"asate împreună cu sistemu" -/. sisteme"e D! de joasă putere "ucrea'ă conjugat cu sistemu" I)S> pentru care o+eră date precise despre distanţa aeronave"or. în mod norma"> montată su4 aeronavă. trimite un semna" de interogare interogare pentru pentru -/ 5 D!> sau "a staţia staţia de -/9 -/9AC AC.. Staţia de "a so"> so"> va transmite transmite un semna" de răspuns. răspuns. unitatea unitatea D! ca"cu"ea'ă distanţa de "a aeronavă p;nă "a staţia de "a so". ca"cu"a> de asemenea asemenea>> şi vite'a "a so"> şi timpu" p;nă "a staţie. Cu toate acestea> vite'a "a so" şi timpu" pentru a ajunge "a staţie sunt va"a4i"e numai dacă aeronava '4oară direct "a sau de "a staţie. Dacă aeronava '4oară în orice a"tă direcţie> aceste va"ori vor +i incorecte. Cu toate acestea> distanţa p;nă "a staţie va +i corectă. Aeronava interog%ea'ă transponderu" de "a so" prin transmiterea către acesta de serii de perec%i de semna"e e"ectromagnetice su4 +ormă de impu"suri> iar staţia de "a so" răspunde cu o secvenţă identică de perec%i de semna"e de raspuns> cu o înt;r'iere de timp precis (de o4icei 80 microsecunde*. /eceptoru" de "a 4ordu" aeronavei este acordat ast+e" încat "asă să treacă doar perec%i"e de semna"e su4 +ormă de impu"s cu interva"u" corect între e"e. Interva"u" corect de timp dintre perec%i"e de impu"suri este determinat de +iecare mod de interogare de pe +iecare aeronavă în parte. uti"i'ea'ă +recvenţe cuprinse intre 108 @ 1180 !F'. 9ranspondere"e D! de "a so" transmit pe un cana" în interva"u" 36 @ 1180 !F' şi recepţionea'ă pe cana"e corespun'ătoare în gama 36 @ 11$ !F'. Kanda este împărţită în 16 de cana"e cana"e pentru interogare interogare şi 16 de cana"e pentru răspunsuri"e transponderu"ui. :recvenţe"e de interogare şi +recvenţe"e răspuns întotdeauna di+eră cu 6$ !F'. cartamentu" între +recvenţe este de 1 !F'> cu o "ăţime a semna"u"ui de 100 EF'. :iecare :iecare staţie D! se identi+ică identi+ică cu ajutoru" ajutoru" unui semna" semna" în codu" morse de 1$80F'> 1$80F'> trimiţ;nd "a +iecare $0 secunde c;te un semna" morse su4 +orma a $ "itere. Dacă sistemu" D! "ucrea'ă conjugat cu -/> 9ACAN (:ig. .10.* sau I)S> va avea ace"aşi cod morse cu acestea. n p"us> sistemu" D! se va identi+ica +aţă de ce"e"ate sisteme prin +aptu" că semna"u" morse are +recvenţa de 1$80 F'> iar ce"e"ate sisteme de 100F'.

8 din 66


:igura .10. Sistemu" -/9AC

!.!.-.8. C$#cu#$re$ dist$n&ei cu $*utoru# siste(u#ui 9impu" necesar unui impu"s radio pentru a parcurge o mi"ă marină (1>,Em*> în atmos+eră terestră> dus@intors> este de 1>$6 microsecunde. Di+erenţa de timp între semna"u" de interogare şi semna"u" răspuns minus întar'ierea de 80 de microsecunde de "a transponderu" de "a so" este masurată de ca"cu"atoru" de timp a" interogatoru"ui şi trans+ormată în unitate de masură a distanţei> care este a+işată "a 4ordu" aeronavei pe un disp"a=. :ormu"a de ca"cu" a distanţei pe care o +o"oseste sitemu" D!> pentru a ca"cu"a distanţa aeronavei p;nă "a staţia D! a+"ată "a so" este urmatoareaB D(distanţa* P -(vite'a*

⋅ 9(timpu"*. -ite'a +o"osită în +ormu"ă se re+eră "a vite'a

impu"su"ui radio (semna"u"ui e"ectromagnetic* care este ega"ă cu vite'a "uminii> $00>000>000 m5sec sau 1,6>000 mi"e5sec. 9impu" +o"osit in +ormu"a de ca"cu" este timpu" tota" înjumătăţit. Atunci c;nd sistemu" D! "ucrea'ă conjugat cu un sistem I)S> acesta este setat să ca"cu"e'e distanţa în sistemu" metric imperia"> din moment ce staţia terestră nu poate +i situată "a pragu" pistei. Se poate poate însă ca"cu"a ca"cu"a distanţa pînă "a pragu" pragu" DA> reduc;nd reduc;nd timpu" de înt;r'iere din din transponder> ca de e?emp"u timpu" necesar semna"u"ui de interogare să parcurgă distanţa de "a pragu" DA p;nă "a transponder> transponder> p"us timpu" de înt;r'iere înt;r'iere a" transponderu"ui> p"us timpu" necesar necesar ca impu"suri"e re+"ectate de transponder către pragu" DA> care este 80 de microsecunde. microsecunde. De e?emp"u> dacă transponderu" este "a 1800 de metri de pragu" DA> timpu" necesar pentru a interoga si re+"ecta perec%ea de impu"suri din am4e"e părţi este de 8 microsecunde> microsecunde> 6 din 66


aşadar înt;r'ierea tre4uie redusă "a &0 de microsecunde pentru a permite o4ţinerea unei distanţe corecte p;nă "a pragu" DA. (:ig. .11.*

:igura .11. !ăsurarea distanţei

sunt ignorate pentru a reduce sarcina transponderu"ui.

!.!.8. N$vi%$&i$ cu $*utoru# siste(u#ui co('in$t VORD"E [5 Sistemu" de radionavigaţie -/5D! este +o"osit pentru navigaţia pe căi"e aeriene> în 'one"e termina"e şi în proceduri"e de apropiere instrumenta"e de nepreci'ie. n acestea din urmă> segmentu" iniţia" a" apropierii poate +i +ormat în tota"itate sau parţia" de un arc D!. c%ipamentu" D! poate +i asociat şi cu sistemu" de apropiere I)S> pentru a +urni'a distanţa p;nă "a pragu" DA şi pentru a +orma repere de navigaţie de contro" pe segmentu" +ina" a" apropierii.

# din 66


:igura .1. Navigarea după sistemu" -/5D!

Determinarea po'iţiei aeronavei cu ajutoru" mij"oace"or de radionavigaţie se 4a'ea'ă pe următoarea metodăB mij"ocu" de radionavigaţie permite determinarea direcţiei pe care se a+"ă aeronava +aţă de e" (re"evment în ca'u" NDK> radia" în ca'u" -/* ceea ce permite trasarea unei "inii de po'iţie staţie@avion. Deoarece po'iţia staţiei este cunoscută as+te" se determină o dreaptă (care se trasea'ă pe %artă* pe care se va a+"a aeronava. entru a determina însă po'iţia aeronavei sunt necesare două e"emente> ast+e" înc;t tre4uie uti"i'at încă un mij"oc de radionavigaţie> determin;nd@se o a doua "inie de po'iţie (+aţă de un a"t NDK sau -/* sau o distanţă (+aţă de un D!*. Ca"cu"u" po'iţiei se poate +ace +ie ana"itic> +ie cu ajutoru" %ărţii (metoda cea mai uti"i'ată practic*. Ast+e" că se trasea'ă pe %artă din punctu" în care se a+"ă sistemu" -/5D!@u" o dreaptă care +ace cu direcţia nord un ung%i ega" cu radia"u" pe care se a+"ă aeronava. e această dreaptă se măsoară un segment ega" cu distanţa (redusă "a scara %ărţii* +aţă de D!> şi punctu" o4ţinut ast+e" repre'intă po'ţia aeronavei. (:ig. .1.*

-. +I+TE"E 0I ECI2A"ENTE DE RADIONAVIGAŢIE ÎNDE2ĂRTATĂ -.1. Destin$&i$ 6i c#$si7ic$re$ siste(e#or de n$vi%$&ie ndep/rt$t/ [ Sisteme"e de radionavigaţie îndepartată se uti"i'ea'ă pe "inii"e aeriene în condiţii"e în care mij"oace"e de radionavigaţie apropiată nu pot o+eri in+ormaţii"e necesare pentru e?ecutarea '4oru"ui. "e sunt destinate să permită determinarea po'iţiei aeronave"or p;nă "a distanţe de 1800 Em şi c%iar mai mu"t> une"e dintre aceste ec%ipamente +iind concepute să asigure o acoperire g"o4a"ă din punct de vedere a navigaţiei aeriene> maritime şi terestre. , din 66


Sisteme"e de radionavigaţie îndepărtată (S/* au în componenţa "or ec%ipamente amp"asate "a so" în puncte +i?e> a"e căror coordonate sunt cunoscute> şi ec%ipamente am4arcate "a 4ordu" aeronave"or> vase"or maritime şi ve%icu"e"or terestre. c%ipamentu" de "a so" constituie staţii de reper> iar ce" de "a 4ord are ro"u" de a e+ectua măsurători"e necesare pe 4a'a semna"e"or recepţionate de "a staţii şi de a ca"cu"a coordonate"e. ntr@un sens mai "arg S/ asigură contro"u" dep"asării aeronave"or pe traiect> determinarea e"emente"or de navigaţie şi conducerii aeronavei în raionu" programat. C"asi+ic;nd sisteme"e de radionavigaţie îndepartată> acestea +ac parte din c"asa sisteme"or te"emetrice di+erenţia"e (%iper4o"ice*> +a'ice sau în impu"suri. S/ +uncţionea'ă în gama unde"or "ungi şi +oarte "ungi ca sisteme +a'ice şi sisteme +a'ice în impu"suri şi în gama unde"or medii> ca sisteme în impu"suri. După cum a +ost menţionat> sisteme"e te"emetrice di+erenţia"e în impu"suri (tempora"e* se 4a'ea'ă pe +uncţia de po'iţie tPt(?*. c%ipamentu" radiote%nic de "a so" a" S/ constă din trei sau mai mu"te radiostaţii. n ca'u" sistemu"ui cu trei radiostaţii A> K şi C> una dintre acestea de e?emp"u cea din punctu" A> se numeşte staţie conducătoare> iar ce"e"a"te două> staţii conduse. Ce"e trei radiostaţii +ormea'ă două 4a'eB K AC şi KAK. Staţia conducătoare are două ec%ipamente de comandă a staţii"or conduse. Cu ajutoru" ec%ipamente"or de "a 4ord (un receptor indicator* p"asat în punctu" ! se măsoară interva"u" de timp t p dintre momente"e recepţionării impu"suri"or radiate de către staţia conducătoare A şi una din staţii"e conduse> de e?emp"u K> adicăB t p P tK! @ tA! P tK @ tA. arametru" po'iţiona" determinat este distanţa D p P DK @ DA P c(t K @ tA*. Di+erenţa de timp ∆t determină o "inie de po'iţie> care în ca'u" sisteme"or te"emetrice di+erenţia"e este o %iper4o"ă cu +ocare"e în puncte"e de dispunere a radiostaţii"or terestre. /eceptoru" de "a 4ord măsoară interva"u" de timp t p şi transmite un semna" proporţiona" cu acest interva" în ca"cu"atoru" sistemu"ui. Acesta> pe 4a'a in+ormaţii"or introduse în memorie prvind po'iţia radiostaţii"or terestre> ca"cu"ea'ă coordonate"e curente a"e aeronavei. Staţii"e terestre +ormea'ă aşa J numita reţea de staţii conducătoare şi conduse (:ig. $.1.*. 9oate radiostaţii"e unei reţe"e date +uncţionea'ă pe aceeaşi +recvenţă purtătoare. erec%ea de staţii A şi K a reţe"ei asigură determinarea "iniei de po'iţie )1> iar perec%ea A şi C J "inia de po'iţie ). 3 din 66


:igura. $.1. Sc%ema de amp"asare a staţii"or sistemu"ui de navigaţie %iper4o"ic

Staţia

conducătoare

A comandă

ritmu"

de

+uncţionare a reţe"ei. entru e"iminarea neunivocităţii şi o4ţinerea sincronismu"ui> sistemu" de impu"suri a" staţiei

conducătoare şi conduse se emite cu un deca"aj t d necesar pentru ca semna"u" emis de staţia conducătoare să se propage pe "ungimea 4a'ei> d> adică t dPd 5 c> unde c J vite'a de propagare a impu"su"ui. !ai tre4uie avut în vedere +aptu" că în staţia condusă are "oc o înt;r'iere a semna"u"ui recepţionat cu durata t s. rin urmare în punctu" ! se măsoară di+erenţa de timp dintre impu"suri"e +iecărei perec%i de staţii. :uncţionarea sisteme"or de radionavigaţie îndepărtată este caracteri'ată de c;ţiva parametrii asupra cărora se vor +ace în continuare c;teva preci'ări succinte. Ast+e" 'ona din supra+aţa terestră> în "imite"e căreia eroarea de determinare a po'iţiei are o anumită va"oare impusă> se numeşte 'ona de "ucru a S/. a este determinată de o cur4ă de preci'ie pentru sta4i"ire a po'iţiei. !ărimea şi +orma acestei 'one depinde de ung%iu" γ p dintre 4a'e"e perec%i"or de staţii ce constituie ec%ipamentu" terestru a" S/. -a"oarea optimă a "ui γ p din punct de vedere a" preci'iei este cuprinsă în "imite"e 60 @30 °. Cea mai mare supra+aţă a 'onei de "ucru se o4ţine pentru γ p P 1,0°. Distanţa de uti"i'are a S/ este de+intă de 4ătaia staţii"or de emisie de re+erinţă. Kătaia minimă Dmin a staţiei de re+erinţă este distanţa minimă dintre aeronavă şi această staţie "a care este posi4i"ă măsurarea parametru"ui de navigaţie. Kătaia ma?imă D ma? a staţiei de re+erinţă este distanţa ma?imă dintre aeronavă şi această staţie> distanţa "a care este posi4i"ă măsurarea parametru"ui de navigaţie pentru un anumit nive" a" pertur4aţii"or e?terioare şi care este determinată de caracteristici"e energetice a"e "inii"or radio +ormate de emiţătoru" staţiei de re+erinţă şi dispo'itivu" de recepţie "a 4ord. Kătaia ma?imă a staţii"or de re+erinţă> deci ra'a de acţiune a S/ depinde de gama +recvenţe"or purtătoare. Aceasta din urmă condiţionea'ă dimensiuni"e 4a'e"or ast+e" înc;t să se e"imine in+"uenţa undei spaţia"e. Deasupra mări"or 4ătaia staţii"or creşte> +iind condiţionată de tipu" unde"or radioB de supra+aţă sau spaţia"e. rin vite'a de "ucru a S/ se înţe"ege capacitatea acesteia de a +urni'a anumite in+ormaţii de navigaţie într@un timp minim. Acest timp depinde de durata cic"u"ui de transmisie a" staţii"or de re+erinţă> de tipu" ec%ipamentu"ui de pre"ucrare simu"tană sau succesivă a semna"e"or> de timpu" de căutare şi se"ectare a semna"e"or de către ec%ipamentu" de 4ord> de timpu" de măsurare şi de timpu" pentru ca"cu"u" coordonate"or. 9impu" de căutare ajunge p;nă "a c;teva minute şi depinde de raportu" semna" 5 'gomot. De regu"ă timpu" de determinare a parametru"ui de navigaţie este sensi4i" mai mare dec;t timpu" de căutare a" semna"u"ui. După cum s@a menţionat> une"e S/ +uncţionea'ă pe unde +oarte "ungi datorită proprietăţi"or deose4ite a"e acestora din punct de vedere a" propagării. ste cunoscut că se disting $0 din 66


unde de supra+aţă (ce"e care se propagă de@a "ungu" supra+eţei ăm;ntu"ui* şi unde spaţia"e. deci sunt unde de supra+aţă. Apare şi unda spaţia"ă> aceasta +iind re+"ectată de straturi"e in+erioare a"e ionos+erei. +uncţie de gama de +recvenţă au distanţe de propagare di+erite. n une"e ca'uri> în radionavigaţie se uti"i'ea'ă şi unde spaţia"e care se re+"ectă de mai mu"te ori în ionos+eră. iar interva"e"e de timp măsurate pe seama propagării semna"e"or corespund distanţei rea"e. n sc%im4> unda spaţia"ă parcurge un drum cu at;t mai "ung +aţă de distanţa rea"ă cu c;t stratu" re+"ector a" ionos+erei se găseşte "a o înă"ţime mai mare şi cu c;t punctu" de emisie se a+"ă mai aproape de ce" de recepţie. De aceea semna"u" spaţia" este întotdeauna înt;r'iat +aţă de ce" de supra+aţă> iar măsurarea timpu"ui de propagare este însoţită de o eroare ce depinde de înă"ţimea şi sta4i"itatea stratu"ui re+"ector. Semna"e"e de unde +oarte "ungi re+"ecate pre'intă o atenuare +oarte mică în amp"itudine> motiv pentru care pot +i recepţionate "a distanţe +oarte mari de "a punctu" de emisie. nsă> +a'a şi intensitatea c;mpu"ui undei spaţia"e depind în mod esenţia" de starea ionos+erei şi de conductivitatea so"u"ui din 'one"e de re+"e?ie a semna"u"ui. :enomene"e de propagare a unde"or +oarte "ungi sunt 4ine "ămurite în cadru" teoriei g%iduri"or de undă (propagarea g%idată* şi a" propagării "i4ere. n cadru" distanţe"or mici de "a emiţător> c;nd o importanţă dominantă o au unde"e de supra+aţă> iar in+"uenţa semna"e"or o4ţinute printr@o sigură re+"e?ie este neînsemnată toate +enomene"e care însoţesc propagarea se e?p"ică simp"u prin teoria propagării "i4ere a unde"or. Se disting două 'one de propagare a unde"or radioB 'ona de inducţie> care se e?tinde p;nă "a o distanţă ega"ă cu "ungimea de undă +aţă de emiţător şi 'ona unde"or de supra+aţă> care se e?tinde p;nă "a $00 J $80 Em (pentru +recvenţe de 10 J &0 EF'* +aţă de antena emiţătoare. rima 'onă în care se +ormea'ă unde"e e"ectromagnetice nu se uti"i'ea'ă pentru radionavigaţie. n cea de a doua 'onă semna"u" nu este supus unei in+"uenţe semni+icative din partea undei re+"ectate. De aceea aici sunt posi4i"e măsurători"e de radionavigaţie cu o preci'ie îna"tă. )a distanţe de $80 J 300 Em de "a emiţător intensitatea c;mpu"ui cu o singură re+"e?ie devine ega"ă cu intensitatea c;mpu"ui unde"or de supra+aţă sau c%iar o depăşeşte. C;mpu" re'u"tant se +ormea'ă prin inter+erenţa ce"or două undeB de supra+aţă şi spaţia"ă. n 'ona de inter+erenţă se produce o sc%im4are at;t a intensităţii c;mpu"ui e"ectromagnetic re'u"tant> c;t şi a structurii de +a'ă. !ăsurători"e de navigaţie e?ecutate în această 'onă conţin erori care nu pot +i ca"cu"ate şi compensate. Din acest motiv 'ona în care are "oc +enomenu" de inter+ernţă dintre unde"e spaţia"e şi ce"e de supra+aţă nu se recomandă a +i uti"i'ată pentru determinări"e de radionavigaţie. $1 din 66


n 'ona îndepărtată de propagare a unde"or +oarte "ungi (peste 300 Em* c;mpu" re'u"tant se +ormea'ă prin inter+erenţa unde"or spaţia"e cu re+"e?ie mu"tip"ă. De această dată descrierea matematică a variaţiei +a'ei şi a intensităţii c;mpu"ui unde"or radio prin teoria propagării "i4ere este +oarte di+ici"ă. !u"t mai simp"u este a studia "egi"e de modi+icare a +a'ei şi intensităţi c;mpu"ui unde"or radio +oarte "ungi din u"time"e două 'one +o"osind mode"u" g%idu"ui de undă (teoria propagării g%idate a unde"or*.  particu"aritate caracteristică a unde"or +oarte "ungi o repre'intă capacitatea "or de a se re+"ecta aproape comp"et> at;t pe straturi"e in+erioare a"e ionos+erei c;t şi pe supra+aţa ăm;ntu"ui. rin urmare> aceste unde se propagă între două supra+eţe de g%idare> ăm;nt J ionos+eră> care deci constituie un g%id de undă s+eric Lnatura"M. Qiua> în anii cu activitate so"ară redusă> înă"ţimea medie a ionos+erei din care se re+"ectă unde"e +oarte "ungi> este de peste #0 Em> iar noaptea> 30 Em. Se o4servă că dimensiuni"e g%idu"ui de undă natura" sunt compara4i"e cu "ungimi"e de undă (0 J $0 Em* +o"osite în S/N cu acoperire g"o4a"ă. ?ercitarea g%idu"ui de undă şi propagarea în e" a energiei c;mpu"ui e"ectromagnetic se +ace prin unde"e radio de mod magnetic transversa" 9!. " determină număru" ma?ime"or ( λ5&* a"e c;mpu"ui e"ectric  % +ormat între supra+eţe"e g%idu"ui de undă. Distri4uţia componentei  % a intensităţii c;mpu"ui e"ectric după înă"ţimea % a g%idu"ui are +orma unei unde staţionare. C;mpu" e"ectric a" modu"u"ui 9! 1 are un singur ma?im> iar modu"u" 9!  J două ma?ime. -ariaţia înă"ţimii g%idu"ui natura" de undă datorită sc%im4ării "imitei in+erioare a ionos+erei produce modi+icarea diurnă a vite'ei de +a'ă a moduri"or. -ite'a de +a'ă a unde"or +oarte "ungi scade noaptea> c;nd "imita ionos+erei creşte p;nă "a ,6 J30 Em şi are va"oarea ma?imă 'iua> c;nd înă"ţimea acestuia scade su4 6, J#8 Em. :enomenu" de dispersie a unde"or detrmină distosionarea +ormei impu"suri"or recepţionate şi micşorarea preci'iei S/. Dispersia semna"e"or se datorea'ă +aptu"ui că di+erite"e componente a"e spectru"ui semna"u"ui în impu"suri sunt a4sor4ite inega" în timpu" propagării. A4sor4ţia mai mare şi puterea de re+racţie mai mică a componente"orde îna"tă +recvenţă a"e spectru"ui provoacă reducerea ponderii acestora în energie tota"ă a spectru"ui. De aceea> odată cu reducerea "ungimii traseu"ui panta impu"suri"or recepţionate scade> iar eroarea S/ creşte.

-.!. Descriere unor siste(e de r$dion$vi%$&ie ndep/rt$t/. +isite(e#e de n$vi%$&ie iper'o#ice [1 -.!.1. De7ini&ii 6i repere istorice $ din 66


n timpu" şi imediat după a" II@"ea ră'4oi mondia"> s@au rea"i'at o serie de sisteme de radionavigaţie %iper4o"ică. Acestea au +ost e?p"oatate mai mu"t sau mai puţin timp (:ig. $..*> dar sunt scoase din +uncţie pe măsură ce uti"i'area sisteme"or de radionavigare prin sate"iţi se genera"i'ea'ă.

:igura $.. Sisteme de navigaţie %iper4o"ice şi durata de opera4i"itate apro?imativă GH

Denumirea de sisteme de navigaţie %iper4o"ică provine de "a "inii"e de po'iţie care se determină cu ajutoru" "or şi care se numesc %iper4o"e. De+iniţia ana"itică arată că %iper4o"a este "ocu" geometric a" tuturor puncte"or> pentru care di+erenţa distanţe"or +aţă de două puncte +i?e de re+erinţă> numite +ocare> este constantă. G1H 9oate %iper4o"e"e care se pot construi pe două +ocare  şi S (două puncte +i?e de re+erinţă* se numeşte reţea sau +ami"ie de %iper4o"e (:ig. $.$.*. Arcu" mic din cercu" mare> adică distanţa cea mai scurtă dintre două puncte de re+erinţă  şi S este denumită "inia de 4a'ă şi este speci+ică sisteme"or de navigaţie %iper4o"ică> iar perpendicu"ara "a mij"ocu" "iniei de 4a'ă se numeşte "inia de centru.

$$ din 66


:igura $.$. Fiper4o"a

Sisteme"e de navigaţie %iper4o"ică se compun din două staţii de emisie cu radiere po'iţionate în puncte"e de re+erinţă  şi S şi un receptor specia" amp"asat "a 4ordu" aeronavei> dotat cu un indicator cu tu4 catodic. rima staţie poarta denumirea de staţie principa"ă sau conducatoare> iar cea de@a doua denumirea de staţie secundară sau condusă. Semna"e"e de "a ce"e două staţii> sunt emise sincron> +ie su4 +ormă de impu"suri> +ie su4 +ormă de undă continuă. 9impu" de dep"asare a" semna"u"ui emis de catre ce"e două staţii terestre pană întru@un anumit punct poate +i măsurat. Aşadar> cunosc;nd di+erenţa între durate"e de timp necesare semna"e"or emise de "a ce"e două staţii emiţătoare să ajungă "a avion> se poate sta4i"i distanţa +aţă de ce"e două puncte de re+erinţă  şi S. Determinare di+erenţei distanţe"or pe 4a'a măsurării di+erenţei de timp presupune ca ce"e două staţii de emisie să "ucre'e pe principiu" impu"suri"or. n ca'u" în care ce"e două staţii de emisie insta"ate în puncte"e de re+erinţă emit semna"e continue> nemodu"ate> atunci> în punctu" de măsurare se va determina continuu di+erenţa de +a'ă dintre ce"e două semna"e. )ocu" geometric a" di+erenţe"or de +a'ă> în ca'u" acesta> va repre'enta> de asemenea> o "inie de po'iţie de +orma %iper4o"ei. Intersect;nd ce"e două "inii de po'iţie se o4ţine po'iţia aeronavei (:ig. $.&.*. n genera"> amp"asarea staţii"or "a so" se +ace ast+e" înc;t +iecare staţie principa"a sa dirije'e de "a două "a patru staţii secundare.  ast+e" de amenajare a mai mu"tor perec%i de emiţătoare "a so" repre'intă ceea ce se numeşte un "anţ de %iper4o"e.

$& din 66


:igura $.&. Determinarea "ocu"ui aeronavei cu ajutoru" %iper4o"ei

)a ora actua"ă se uti"i'ea'ă sisteme"e de navigaţie %iper4o"ică )/AN> DCCA> DC9/A şi !7A.

-.!.!. +iste(u# 4ORAN ,4on% R$n%e N$vi%$tion= -.!.!.1. Gener$#it$&i Sistemu"> uti"i'at pentru navigaţia pe distanţe "ungi> a apărut în S.<.A. în juru" ani"or &0R +iind +o"osit cu succes în navigaţia maritimă şi aeriană pe timpu" ce"ui de@a" doi"ea /ă'4oi !ondia". După anu" 13&&> sistemu" a +ost per+ecţionat ast+e" înc;t să uti"i'e'e şi unde"e spaţia"e pe "angă ce"e terestre +o"osite p;nă atunci> mărind ast+e" distanţa de acţiune "a peste 1800 Em. " a +ost omo"ogat de către ACI ca sistem standard de radionavigaţie îndepărtată su4 denumirea de )/AN A sau )/AN S9ANDA/D care +ace parte din categoria sisteme"or di+erenţia" J te"emetrice şi are în componenţă grupe de staţii de radioemisie terestre şi staţii de recepţie a semna"e"or de 4ord. :recvenţe"e de +uncţionare a sistemu"ui )/AN A sunt 1,80> 1300> 1380 F'> corespun'ătoare cana"e"or de "ucru 1>  şi $. uterea de impu"s a staţii"or este de 100 O> iar distanţa care separă staţia principa"ă de cea secundară> adică "ungimea "iniei de 4a'ă este cuprinsă între $60 şi #00 Em. erec%i"e de staţii se di+erenţia'ă după +recvenţa de repetiţie a semna"e"or. Di+erenţierea perec%i"or de staţii se +ace după +recvenţa de repetiţie a semna"e"or. Sistemu" )/AN A +o"oseşte trei +recvenţe +undamenta"e de repetare a semna"e"orB specia" (S*@ se emit 0 semna"e5secundă $8 din 66


joasă ()*@ se emit 8 semna"e5secundă îna"tă (F*@ se emit $$ 15$ semna"e5secundă. Determinarea unei %iper4o"e )/AN A> se +ace prin măsurarea di+erenţei de timp dintre semna"e"e emise de o perec%e de staţii. După anu" 1368 a +ost dat in e?p"oatare sistemu" )/AN C şi )/AN C specia" care +uncţionea'ă pe +recvenţa de 100 F'. uterea de impu"s a staţii"or din aceste sisteme este de ordinu" a & !O> iar distanţa dintre staţia principa"ă şi cea secundară este cuprinsă între 1000 şi 1800 Em. Datorită +recvenţei joase a purtătoarei şi puterii mari de emisie> ra'a de acţiune a unei perec%i de staţii )/AN C ajunge "a 1&00 !m în timpu" 'i"ei şi "a 1000 !m în timpu" nopţii. Sistemu" )/AN A a +ost uti"i'at de State"e deoarece trecerea "a acest sistem nou necesit;nd o pregatire pe o durată mai mare de timp. Sistemu" )/AN C este +orma evo"uată a sistemu"ui )/AN A. reci'ia sistemu"ui )/AN C este mai mare datorită măsurări com4inate a interva"u"ui de timp şi a di+erenţei de +a'ă dintre semna"e"e emise de o perec%e de staţii. )/AN C +ace parte din categoria sisteme"or di+erenţia" J te"emetrice +a'ice în impu"suri (ve'i +igura $.8.* şi are în principiu aceeaşi componenţă ca şi sistemu" )/AN A.

:igura $.8. pura semna"e"or sistemu"ui )oran C

)a ora actua"ă> sisteme"e )/AN acoperă o supra+aţă de peste 10.000.000 Ei"ometri pătraţi> cuprin';nd 'ona At"anticu"ui de Nord> a aci+icu"ui de Nord şi a coastei de est a Asiei. $6 din 66


Datorită de'vo"tării sistem"ui 7S> sisteme"e )/AN sunt în decadere> dar se încearcă păstrarea "or ce" puţin ca variantă de re'ervă a sisteme"or 7S. Sistemu" %iper4o"ic de navigaţie )/AN J C va mai răm;ne în e?p"oatare ce" puţin p;nă în anu" 018.

-.!.!.!. Identi7ic$re$ st$&ii#or 4ORAN )a +o"osirea unui sistem )/AN este important să se identi+ice perec%ea de staţii necesare pentru determinarea "iniei de po'iţie.  perec%e de staţii se identi+ică după următorii parametriiB cana"u" de "ucru> indicii de 4a'ă şi indice"e speci+ic. (:ig. $.6.*

:igura $.6. Situaţia staţii"or terestre şi sta4i"irea "inii"or de po'iţie

Cana"u" de "ucru corespunde +recvenţei purtătoare a staţiei ast+e"B 1380 F' J cana"u" 1 )/AN A 1,80 F' J cana"u"  )/AN A 1300 F' J cana"u" $ )/AN A 100 F' J cana"u" C )/AN C 100 F' J cana"u" S )/AN C SCIA). Indice"e de 4a'ă repre'intă +recvenţa de repetare sau număru" de impu"suri pe secundăB (ta4e"u" $.1.*

$# din 66


9a4e"u" $.1. Indice"e de 4a'a pentru sistemu" )/AN

Indice"e de 4a'ă (+recvenţa de

)/AN A

Impu"suri pe secundă )/AN C

repetare* F (Fig%* ) ()o* S (Specia"*

$$ $53 8 0

$$ $53 8 0

)/AN C SCIA) 16 5$ 1 T 10

Indice"e speci+ic derivă din ce" de 4a'ă printr@o mică variaţie a +recvenţei acestuia. ?istă , indici speci+ici numerotaţi de "a 0 "a #. :iecăruia îi corespunde o anumită +recvenţă de repetare. Durata +iecărui impu"s este de &0 microsecunde. Deci> interva"u" între impu"suri pentru +iecare +recvenţă de repetare va +i di+erit> variind între 3.$00 şi 80.000 microsecunde. Sisteme"e )/AN C şi )/AN C specia" pot avea p;nă "a & staţii secundare> repre'entate cu sim4o"uri"e O> U> V şi Q. Spre e?emp"u> S) $@O indică o staţie )/AN C specia" (cana"u" S*> cu un indice de 4a'ă ) şi un indice speci+ic $. )itera O indică pe prima din ce"e & staţii secundare. entru a determina "ocu" avionu"ui este necesar să se a"eagă încă o perec%e de staţii> amp"asate corespun'ător şi care să determine o a doua "inie de po'iţie. )a intersecţia am4e"or "inii de po'iţie se o4ţine "ocu" avionu"ui.

-.!.!.-. 2rincipiu# de 7unc&ion$re $# siste(e#or iper'o#ice 4ORAN rincipiu" de "ucru a" sisteme"or )/AN A> C şi C specia" este ace"aşi şi constă în măsurarea di+erenţei de timp Wt> e?primată în microsecunde> între recepţionarea unui semna" su4 +ormă de impu"s emis de staţia principa"ă şi recepţionarea ace"uiaşi semna" emis de staţia secundară. entru determinarea di+erenţe"or de timp> care repre'intă "inii"e de po'iţie> "a 4ordu" aeronavei se +o"oseşte ace"aşi receptor pentru toate ce"e trei sisteme )/AN. Staţia principa"ă (!aster* +ormea'ă cu +iecare dintre staţii"e secundare (S"ave* o perec%e de staţii. Staţii"e )/AN emit semna"e su4 +orma unor impu"suri de o anumită durată> care se repetă "a interva"e de timp regu"ate. Număru" de impu"suri transmire într@o secundă determină +recvenţa de repetiţie a impu"suri"or (// J pu"se reccurance rate*. entru o +uncţionare corectă a sistemu"ui este a4so"ut necesară o coordonare riguroasă în ceea ce priveşte momentu" emiterii semna"e"or de către ce"e două staţii emiţătoare. Aceste două semna"e su4 +ormă de impu"suri nu se emit simu"tan deoarece în ca'u" acesta> "a o di+erenţă de $, din 66


timp Wt> determinată "a 4ord> ar putea +i atri4uite avionu"ui două "inii de po'iţie> respectiv %iper4o"ei +iecărui +ocar în parte. entru e"iminarea acestei incertitudini> ce"e două semna"e sunt separate prin înt;r'ierea unuia +aţă de ce"ă"a"t cu un interva" de timp constant> dinainte determinat şi uşor de contro"at. Cu a"te cuvinte> semna"e"e se transmit a"ternativ> mai înt;i semna"u" staţiei principa"e (*> iar apoi a" ce"ei secundare (S*. Aceasta se rea"i'ea'ă cu ajutoru" unui dispo'itiv e"ectronic de sincroni'are> care +ace parte din staţia de emisie secundară. Interva"u" de timp între emiterea semna"u"ui staţiei principa"e şi a" ce"ei secundare se numeşte înt;r'iere a4so"ută şi e" cuprindeB a* înt;r'ierea "iniei de 4a'ă (X* 4* înt;r'ierea semi@interva"u"ui de repetare a impu"su"ui c* înt;r'ierea de codi+icare (Y*. nt;r'ierea "iniei de 4a'ă este determinată de timpu" necesar parcurgerii de către semna"u" principa" a distanţei @S între staţia principa"ă şi staţia secundară. Această înt;r'iere determină caracteru" reţe"ei> precum şi număru" de %iper4o"e. n acest scop> este necesară ana"i'a anumitor ca'uri. Ast+e"> spre e?emp"u> consider;nd direcţia de dep"asare a semna"e"or de@a "ungu" "iniei de 4a'ă (care repre'intă de asemenea o "inie de po'iţie*> o4servăm următoare"eB în momentu" în care semna"u" ajunge de "a staţia principa"ă în punctu" S> staţia secundară va dec"anşa un semna" identic. n pre"ungirea "iniei de 4a'ă> dinco"o de staţia secundară> am4e"e semna"e se vor dep"asa simu"tan> iar di+erenţa de timp Wt va +i ega"ă cu 0. Consider;nd acum sensu" de dep"asare invers> tot de@a "ungu" "iniei de 4a'ă> c;nd semna"u" staţiei secundare ajunge în punctu" > semna"u" staţiei principa"e va +i "a o distanţă ega"ă cu de două ori "inia de 4a'ă> iar di+erenţa de timp va +i Wt P X. Această di+erenţă de timp repre'intă va"oarea ma?imă ce poate +i o4ţinută în reţeaua %iper4o"e"or. Cu toate acestea> se poate înt;mp"a ca "a di+erenţe de timp +oarte mici am4e"e semna"e să +ie at;t de apropiate înc;t să nu +ie posi4i"ă identi+icarea "or> îngreun;nd măsurarea. entru evitarea acestei situaţii> a +ost introdusă cea de@a treia înt;r'iere> Y> de codi+icare> a cărei durată poate +i cuprinsă între 800@1000 microsecunde.

-.!.-. +iste(u# DECCA -.!.-.1. C$r$cteristici %ener$#e

$3 din 66


Sistemu" DCCA este un sistem de navigatie %iper4o"ică pentru distanţe medii> destinat at;t aviaţiei> c;t şi marinei. Spre deose4ire de sistemu" )/AN> acesta nu uti"i'ea'ă principiu" emisiei în impu"suri> ci a" unde"or întreţinute> nemodu"ate. Conceput încă din anu" 13$0> în 7ermania> pentru nevoi"e marinei> sistemu" nu a avut nicio uti"i'are practică p;nă în anu" 13&&> c;nd> în Ang"ia> se rea"i'ea'ă primu" sistem DCCA. Sistemu" %iper4o"ic de radionavigaţie DCCA a intrat în +uncţiune în anu" 13&6 în sud@estu" Ang"iei. ca şi "a sistemu" )/AN> poartă denumirea de staţie principa"ă> iar ce"e"a"te trei se numesc staţii secundare. De regu"ă> staţii"e sunt amp"asate în stea> "a o distanţă de 100@00 Ei"ometri de staţia principa"ă. ntregu" comp"et de & staţii poartă denumirea de "anţ DCCA. Staţii"e terestre de emisie +uncţionea'ă în 4anda de +recvenţă cuprinsă între #0@1$0 F'> iar semna"e"e emise pot +i uti"i'ate at;t de avioane ce '4oară "a orice înă"ţimi> c;t şi "a so" şi pe mare de către nave> "a o distanţă de peste &80 Em de staţii"e terestre. reci'ia sistemu"ui DCCA şi ra'a de acţiune î" p"asea'ă în r;ndu" sisteme"or de radionavigaţie costieră şi de pi"otaj. Staţii"e sistemu"ui DCCA acopereau coasta de vest a uropei şi !area Ka"tică> coaste"e Americii de Nord> 7o"+u" ersic> coaste"e Indiei şi a"e Zaponiei şi nord@vestu" Austra"iei> cu peste 1 "anţuri. Sistemu" DCCA era +o"osit de numeroase companii aeriene deoarece repre'enta un îna"t grad de preci'ie în determinarea po'iţiei> apropiat de ce" a" )/AN. Sistemu"> în ciuda preci'iei> avea insta"aţii "a so" şi "a 4ord> pretenţioase în e?p"oatare şi nu mai este de actua"itate> majoritatea staţii"or +iind înc%ise în primăvara anu"ui 000> din nou datorită în"ocuirii cu sistemu" 7S.

-.!.-.!. 2rincipiu de 7unc&ion$re rincipiu" de "ucru a" sistemu"ui DCCA constă în compararea "a 4ordu" avionu"ui a +a'e"or transmise de o perec%e de staţii de emisie terestre. Di+erenţa de +a'ă va +i proporţiona"ă cu distanţa "a care se găseşte avionu"> iar măsurarea acestei di+erenţe de +a'ă nu se deose4eşte principia" prea mu"t de cea a impu"suri"or. Deoarece este practic imposi4i" ca "a 4ord să +ie separate două semna"e de aceeaşi +recvenţă> emise din "ocuri di+erite> sistemu" DCCA uti"i'ea'ă staţii terestre care emit pe +recvenţe di+erite. n aparatura de 4ord> aceste +recvenţe di+erite sunt aduse "a o +recvenţă comună şi a4ia apoi sunt separate. Aşadar se poate spune că> spre deose4ire de sistemu" )/AN> în sistemu" DCCA %iper4o"e"e> privite ca "ocu" geometric a" tuturor

&0 din 66


puncte"or cu aceeaşi di+erenţă de +a'ă> nu sunt o rea"itate +i'ică> ci virtua"ă> care apare a4ia în receptoru" de 4ord. entru determinarea "iniei de po'iţie este necesară o singură perec%e de staţii terestre> iar pentru determinare punctu"ui avionu"ui sunt necesare două perec%i de staţii terestre. din care staţia principa"ă este comună ce"or"a"te trei secundare. :iecare staţie poartă denumirea uneia dintre următoare"e trei cu"oriB roşu> verde> vio"et.

Detereminare +ină Determinare 4rută

Stație secundară verde /ecepto r 4ord verde

/ecepto r 4ord vio"et

Stație principa"ă Stație secundară vio"etă

Stație secundară roșie

/ecepto r 4ord roșu

:igura $.#. Sc%ema unui "anţ DCCA

:recvenţe"e de "ucru a"e staţiei principa"e şi secundare repre'intă o armonică (un mu"tip"u* a unei +recvenţe +undamenta"e > a cărei va"oare este de apro?imativ 1& F' (va"oarea e?actă> cuprinsă între 1&>01, J 1&>$16 F' varia'ă de "a un sistem DCCA "a a"tu"*. &1 din 66


Aşadar> staţia principa"ă emite pe +recvenţa 6 > iar staţii"e secundare emit ast+e"B @ staţia secundară roşieB ,  @ staţia secundară verdeB 3  @ staţia secundară vio"etB 8 . n receptoru" de 4ord> am4e"e semna"e> at;t a"e staţiei principa"e> c;t şi a"e staţiei secundarem sunt mmu"tip"icate cu +actorii > $> &> 8 şi 6> o4ţin;ndu@se o +recvenţă comună pentru +iecare staţie. Ast+e"> pentru perec%ea de staţie roşie se va o4ţineB @ 6 [& P &

pentru +recvenţa staţiei principa"e

@ , [$ P &

pentru +recvenţa staţiei secundare.

entru perec%ea de staţie verdeB @ 6 [$ P 1,


@ 3 [ P 1,


entru perec%ea de staţie vio"etB @ 6 [8 P $0


@ 8 [6 P $0


:recvenţa de 6

a staţiei principa"e serveşte "a sincroni'area întregu"ui sistem> adică a

staţii"or secundare> unde dec"anşea'ă emiterea simu"tană a +ercvenţe"or proprii de , > 3 şi 8 > iar "a 4ordu" avionu"ui pentru compararea +a'e"or. :iecare 'onă DCCA este marcată cu o "iteră. De o4icei> un "anţ DCCA cuprinde 0 de 'one. entru determinarea de preci'ie> +iecare 'onă este împărţită în +;şii. Număru" +;şii"or dintr@o 'onă varia'ă în +uncţie de cu"oarea perec%ii de staţii ast+e"B @ pentru perec%ea roşieB & +;şii numerotate de "a 0 "a $ @ pentru perec%ea verdeB 1, +;şii numerotate de "a $0 "a &# & din 66


@ pentru perec%ea vo"etB $0 +;şii numerotate de "a 80 "a #3. )a r;ndu" său> +iecare +;şie este împărţită în 100 de su4divi'iuni> adică sutimi de +;şie. Aceasta se rea"i'ea'ă cu ajutoru" unui +a'ometru specia"> numit decometru. )a 4ordu" avionu"ui e?istă deci trei decometre> denumite> ca şi perec%i"e de staţii> după cu"oarea speci+ică. Citiri"e pe decometre se +ac cu ajutoru" a două ace indicatoare şi a unui sector mo4i". Sectoru" mo4i" se dep"asea'ă su4 o +ereastră a cadranu"ui şi indică "itera corespun'ătoare 'onei DCCA. Acu" indicator mare> de@a "ungu" gradaţii"or e?terioare a"e cadranu"ui arată +;şia din interioru" 'onei respective. Acu" indicator mic> de@a "ungu" gradaţii"or interioare arată sutimi"e de +;şie. Aceste "itere şi ci+re repre'intă coordonate"e DCCA. entru determinarea "iniei de po'iţie sau a punctu"ui avionu"ui se tipăresc %ărţi specia"e> pe care sunt imprimate în cu"ori"e respective %iper4o"e"e "anţuri"or DCCA.

-.!.-.-. C$#cu#$toru# de dru( O"NITRAC Ca"cu"atoru" de drum are ro"u" de a trans+orma coordonate"e DCCA în coordonate rectangu"are şi a acţiona diverse instrumente de 4ord printre care şi pi"otu" automat. De asemenea> ca"cu"atoru" acţionea'ă şi un dispo'itiv numit înregistrator de drum> unde> pe o %artă> este trasat drumu" rea" urmat de avion. e ";ngă re'o"varea ca"cu"e"or speci+ice sistemu"ui %iper4o"ic> ca"cu"atoru" !NI9/AC poate uti"i'a şi e"emente"e +urni'ate de receptoare"e de 4ord -/> D!> 9ACAN> radar Dopp"er> permiţ;nd în ace"aşi timp şi introducerea manua"ă a diverse"or in+ormaţii o4ţinute din estimări"e pi"otu"ui. e 4a'a e"emente"or introduse> ca"cu"atoru" produce semna"e care acţionea'ă un indicator de re"evmente magnetice spre un punct o4"igat> un indicator cu distanţa şi timpu" de '4or rămas> precum şi înregistratoru" drumu"ui urmat. " are> de asemenea> posi4i"itatea de a acţiona direct asupra pi"otu"ui automat pentru e?ecutarea tuturor manevre"or necesare corectării drumu"ui de urmat. Ca"cu"atoru" permite determinarea direcţiei de '4or> a distanţei de parcurs şi a timpu"ui estimat pentru orice punct de pe traiect> dinainte ca"cu"at. Coordonate"e acestor puncte predeterminate devin nişte radio+aruri +ictive spre care urmea'ă să se e+ectue'e '4oru".

-.!.8. +iste(u# DECTRA -.!.8.1. Gener$#it$&i &$ din 66


DC9/A (DCCA 9racEing and /anging* este un sistem %iper4o"ic destinat navigaţiei pe distanţe mari. " derivă din sistemu" DCCA şi poate +o"osi c%iar une"e din staţii"e terestre a"e acestuia. entru prima oară a +ost e?perimentat în anu" 138#> în 'ona At"anticu"ui de Nord> între "oca"ităţi"e resticE din Scoţia şi 7ander din 9erra Nova. (:ig. $.,.*

:igura $.,. Amp"asarea sisteme"or DC9/A

Sistemu" se compune de asemenea din & staţii terestre care +ormea'ă un "anţ şi care "ucrea'ă în 4anda de +recvenţă de #0 F'. Amp"asarea staţii"or este însă di+erită de cea a sistemu"ui DCCA. Ast+e"> "inia de 4a'ă a unei perec%i de staţii este de numai 100@00 Em> în sc%im4 distanţa între am4e"e perec%i este +oarte mare> +iind apro?imativ de $.#00 Em. Datorită distanţei mici dintre staţia principa"ă şi secundară se pot considera practic în "ocu" %iper4o"e"or> drepte tangente "a acestea (asimptote*.

&& din 66


:igura $.3. /eţeaua de %iper4o"e DC9/A

Aceste %iper4o"e se mai numesc şi %iper4o"e"e direcţii"or de '4or. Cu ajutoru" %iper4o"e"or şi a mănunc%iu"ui de drumuri ce provin de "a ce"e două e?tremităţi se poate determina direct po'iţia avionu"ui. n acest scop> "a 4ordu" avionu"ui> în a+ară de ce"e trei decometre speci+ice sistemu"ui DCCA> mai e?istă şi un a" patru"ea> care indică distanţa +aţă de staţia terestră de re+erinţă. Sistemu" DC9/A a încetat să mai +ie uti"i'at "a s+;rşitu" ani"or 1360> atunci c;nd sisteme"e inerţia"e au devenit principa"a metodă de navigaţie pe distanţe mari.

-.!.3. +iste(u# ON+ -.!.3.1. Gener$#it$&i Sistemu" NS (!7A Navigation S=stem* repre'intă ce" mai recent sistem de radionavigaţie %iper4o"ică pentru distanţe "ungi> +uncţion;nd în gama de +recvenţe +oarte joase (-):*. Conceput în S.<.A. în anu" 136,> "a acest sistem au mai co"a4orat încă cinci ţări> ast+e" că> în anu" 13##> o reţea de staţii terestre asigura navigaţia pe toată supra+aţa g"o4u"ui. :iecare staţie repre'intă un emiţător de unde întreţinute cu o putere de 10O +uncţion;nd în gama de +recvenţe cuprinsă între 10 şi 1& F'> asigur;nd o distanţă de acţiune> 'iua şi noaptea> de peste 10.000 Em. Con+orm acestei distanţe de acţiune> eroarea în determinarea po'iţiei aeronavei nu depăşeşte @$>8 Em sau 1@ mi"e marine. Datorită +recvenţe"or de "ucru> sistemu" poate +i uti"i'at at;t de avioane> c;t şi de nave maritime de supra+aţă şi su4marine.

-.!.3.!. ;unc&ion$re rincipiu" de +unţionare este asemănător cu ce" a" sistemu"ui DCCA. )a capete"e unei "inii de 4a'ă sunt amp"asate două staţii care emit sincroni'at semna"e omnidirecţiona"e repre'entate în spaţiu prin cercuri concentrice> care repre'intă "ocu" geometric unde +a'a semna"u"ui răm;ne constantă "a interva"e de o semi"ungime de undă. Intersecţia a două reţe"e de cercuri de+ineşte puncte în care di+erenţa de +a'ă este constantă. Cur4e"e care unesc aceste puncte de intersecţie +ormea'ă o reţea de %iper4o"e> +iecare din e"e corespun';nd "a o di+erenţă de +a'ă constantă dintre ce"e două emisii. &8 din 66


Datorită periodicităţii unde"or emise> %iper4o"e"e se reproduc periodic şi sunt distanţate în mod ega" de@a "ungu" segmentu"ui de 4a'ă. "e pot +i uşor ca"cu"ate şi imprimate pe %ărţi de navigaţie> constituind "inii de po'iţie !7A. Spaţiu" dintre două "inii de po'iţie de+ineşte o +;şie sau cu"oar. ?istă un număr in+init de va"ori a"e di+erenţei de +a'ă constante dintre două emisii> deci un număr in+init de "inii de po'iţie posi4i"e. Cunosc;nd di+erenţa de +a'ă> +recvenţa ce"or două staţii emiţătoare şi distanţa care "e separă> se poate determina e?act "inii"e de po'iţie dintre ce"e două emiţătoare. Cu a"te cuvinte> "a 4ordu" avionu"ui se măsoară di+erenţa de timp între +iecare din semna"e"e recepţionate şi semna"u" +urni'at de un osci"ator +oarte sta4i" pe 4a'ă de cesiu sau ru4idiu. Spre deose4ire de ce"e"a"te sisteme %iper4o"ice> +iecare staţie de "a so" are spectru" său propriu de emisie. Sincroni'area emisiei semna"e"or +iecărei staţii se +ace în raport cu timpu" universa" şi începe e?act "a începutu" +iecărei ore. reci'ia sincroni'ării este asigurată cu ajutoru" unor ceasuri pe 4a'ă de cesiu. entru a e+ectua navigaţia cu ajutoru" sistemu"ui !7A> este necesar să se cunoască coordonate"e iniţia"e a"e po'iţiei avionu"ui înainte de deco"are. entru determinarea punctu"ui avionu"ui se uti"i'ea'ă +recvenţa de 4a'ă de 10> F'> iar receptoru" tre4uie setat pe cic"u" de emisie de 10 secunde. )a 4ordu" avionu"ui> sistemu" dispune de următoare"e e"ementeB o antenă cadru ortogona"ă cu preamp"i+icator> $ receptoare independente şi un 4"oc de comandă cu indicator. /eceptoru" dispune de un 4"oc de decodi+icare care determină di+erenţa de +a'ă dintre semna"u" recepţionat şi ce" "oca" şi ca"cu"ea'ă număru" +;şiei +aţă de emiţător. " mai dispune de un 4"oc de memorare> care> pe 4a'a unui program de navigaţie ortodromică> trans+ormă date"e po'iţiei determinate de "inii de po'iţie %iper4o"ică în coordonate geogra+ice. K"ocu" de comandă şi indicare poate +uncţiona +ie în modu" de pre'entare continuă a coordonate"or> mod norma" de uti"i'are> +ie prin introducerea şi comanda di+erite"or e"emente. Sistemu"> dat în +o"osinţă în 13#1> dispunea de 3 staţii p"asate în S.<.A.> Faaii> Zaponia> Austra"ia> Argentina> insu"a 9rinidad> Norvegia şi insu"a )a /eunion> dar a +ost înc%is în anu" 133#.

&6 din 66


8. NAVIGAŢIA A -/> 9ACAN*> se poate a+"a po'iţia unui o4iect prin determinarea unor "inii de po'iţie +aţă de staţii"e de so"> a"e căror po'iţionare este cunoscută precis.  a"tă moda"itate pentru determinarea po'iţiei este aceea de a determina distanţe"e p;nă "a anumite repere> a"e caror coordonate sunt cunoscute> şi pe 4a'a acestora să se ca"cu"e'e coordonate"e punctu"ui curent. Această metodă este uti"i'ată în navigaţia de supra+aţă (area navigation*> uti"i';du@se staţii"e D!. n anu" 138#> odată cu "ansarea primu"ui sate"it arti+icia" a" ăm;ntu"ui> s@a "uat în considerare posi4i"itatea uti"i'ării sate"iţi"or pentru navigaţie. Ast+e"> cunosc;ndu@se parametrii or4itei (e+emeride"e* acestora şi măsur;ndu@se distanţa dintre uti"i'ator şi sate"it se poate ca"cu"a po'iţia acestuia.

&# din 66


rimu" sistem operaţiona" de navigaţie prin sate"it a +ost sistemu" american 9/ANSI9. Acest sistem a început să +uncţione'e în anu" 1383> +iind destinat iniţia" navigaţiei su4marine"or şi nave"or mi"itare. ncep;nd cu anu" 136# sistemu" a +ost desc%is accesu"ui pu4"ic. Sistemu" 9/ANSI9 permitea determinarea po'iţiei prin măsurarea variaţiei +recvenţei unui semna" radio emis de sate"it> datorate e+ectu"ui Dopp"er. Ast+e"> cunosc;ndu@se înă"ţimea "a care se a+"ă uti"i'atoru" şi e+emeride"e sate"itu"ui se putea determina po'iţia> cu o acrateţe de c;teva sute de metri. Sistemu" avea c;teva de'avantaje> care au dus "a o uti"i'area +oarte "imitată în aviaţieB în primu" r;nd este 4idimensiona"> în a" doi"ea r;nd pentru determinarea po'iţei tre4uia "uată în ca"cu" vite'a uti"i'atoru"ui şi de asemenea durata de vi'i4i"tate a sate"iţi"or +iind +oarte redusă. Sistemu" 9/ANSI9 şi@a încetat +uncţionarea c;nd sisitemu" 7S a devenit comp"et operaţiona" ("a s+;rşitu" ani"or R30*. "ansat de către care măsoară variaţia Dopp"er a +recvenţei semna"e"or radio emise de către uti"i'atorii autori'aţi aceste date sunt transmise către staţii"e de te"emetrie de "a so"> unde sunt procesate şi de unde po'iţii"e sunt transmise uti"i'atori"or respectivi. Sistemu" A/7S ca"cu"ea'ă po'iţia 4a';ndu@se pe date"e recepţionate "a o singură trecere. reci'ia sistemu"ui este a+ectată sever de a"titudinea "a care se a+"ă şi vite'a cu care se mişca uti"i'atoru" acurateţea determinării po'iţiei varia'ă între Ei"ometri şi c;teva sute de metri pentru ţinte"e +i?e. )a s+;rşitu" ani"or R60 armata americană a început o serie de cercetări pentru rea"i'area unui sistem de navigaţie prin sate"it> care să poate +i uti"i'at de către aviaţie> să permită determinarea po'iţiei în trei dimensiuni şi să re'iste "a 4ruiaj. Aceste cercetări s@au materia"i'at în programu" e?perimenta" 61@K> 4a'at pe determinarea distanţei între uti"'ator şi sate"iţi. e 4a'a programe"or e?istente (9/ANSI9> 61@K> 9I!A9N* guvernu" american a apro4at în decem4rie 13#$ "ansarea proiectu"ui 7S (7"o4a" ositioning S=stem*> ca o co"a4orare civi"o@mi"itară. )ansări"e sate"iţi"or care compun acest sistem au început în anu" 13#&> sistemu" +iind operaţiona" "a ora actua"ă şi constituind mij"ocu" de 4a'ă pentru navigaţia aeriană. n anu" 13, au început "ansări"e în iar în anu" 1338 a +ost desc%is şi ap"icaţii"or civi"e. G11H )a ora actua"ă +uncţionea'ă în para"e" două sisteme de po'iţionare g"o4a"ă> respectiv &, din 66


sistemu" de po'iţionare NA-igation Sate""ite 9iming And /anging 7"o4a" ositioning S=stem (NA-S9A/ 7S*> cunoscut su4 denumirea de 7S> rea"i'at şi gestionat de State"e rea"i'at şi gestionat de :ederaţia /usă. Ce"e două sisteme sunt asemănătoare din punct de vedere a" concepţiei> a" modu"ui de +uncţionare şi a" per+ormante"or ce "e o+eră uti"i'atori"or> "ucrarea urm;nd a +ace re+eriri numai "a sistemu" american> NA-S9A/ 7S.

8.!. +iste(u# de po)i&ion$re NAV+TAR G2+ [1! 8.!.1. Consider$&ii %ener$#e [1- Ka'e"e sistemu"ui de po'iţionare g"o4a"ă (7S* au +ost puse încep;nd cu anu" 13#$> su4 coordonarea Joint Program Office din cadru" U.S. Air Force Command’s, Los Angeles Force Base, +iind>

"a origine> un sistem rea"i'at pentru uti"i'are mi"itară> care a devenit în scurt timp

accesi4i" şi în sectoru" civi"> +iind uti"i'at în mu"te ţări a"e "umii> inc"usiv în ţara noastră după anu" 133. rincipiu" de +uncţionare a" acestui sistem de po'iţionare> este ce" a" recepţionării de către uti"i'ator a unor semna"e radio emise de o conste"aţie de sate"iţi de navigaţie> specia"i'aţi> care se mişcă în juru" ăm;ntu"ui pe or4ite circumterestre. Sistemu" a +ost proiectat ast+e" înc;t să permită ca în orice moment şi oriunde pe supra+aţa ăm;ntu"ui> un mo4i" a+"at în mişcare sau în repaus> să ai4ă posi4i"itatea ca uti"i';nd un ec%ipament adecvat> să îşi poată sta4i"i în timp rea" po'iţia şi vite'a de dep"asare> într@un sistem de coordonate geocentric tridimensiona"> propriu sistemu"ui de po'iţionare (7S*. Sistemu" de po'iţionare (7S*> este compus din trei componente sau segmente principa"e care asigură +uncţionarea acestuia> după cum urmea'ăB a. Segmentu" spaţia"> constituit din conste"aţia de sate"iţi 7S 4. Segmentu" de contro"> constituit din staţii"e de "a so"> care monitori'ea'ă întregu" sistem c. Segmentu" uti"i'atori"or> compus din uti"i'atorii civi"i şi mi"itari> care +o"osesc receptoare 7S dotate cu antenă şi ane?e"e necesare G1H

&3 din 66


+e%(entu# sp$&i$# Conste"aţia de sate"iţi 7S a +ost proiectată să conţină în +a'a +ina"ă un număr de & de sate"iţi (actua"mente +uncţionea'ă un număr de $0 sate"iţi*> amp"asaţi pe or4ite apro?imativ circu"are +aţă de supra+aţa ăm;ntu"ui. (:ig. &.1.* nc"inaţia p"anuri"or or4ita"e a"e sate"iţi"or de 88 0 +aţă de p"anu" ecuatoria" terestru> sate"iţii evo"u;d "a o a"titudine de apro?imativ 000Em.> c;te & sate"iţi în +iecare dintre ce"e 6 p"anuri or4ita"e. :iecare sate"it +ace o rotaţie comp"etă în juru" ăm;ntu"ui în 1 ore> respectiv în 11 ore şi 86 de minute> 'i"nic răsăritu" şi apusu" +iecărui sate"it +ăc;ndu@se cu & minute mai devreme. :iecare sate"it are o durată de +uncţionare estimată "a apro?imativ # ani> durată care în genera" a +ost depaşită> asigur;ndu@se ast+e" o siguranţă în p"us în e?p"oatarea sistemu"ui. Segmentu" spaţia"> care în pre'ent este comp"et> asigură ca "a orice ora> în orice "oc pe supra+aţa ăm;ntu"ui> indi+erent de condiţii"e meteoro"ogice> de perioada din 'i sau din noapte> să se poată recepţiona semna"e radio de "a minimum & sate"iţi dar şi mai mu"ti> 6 sau ,> su4 un ung%i de e"evaţie de 18 0 deasupra ori'ontu"ui> condiţii a4so"ut necesare pentru po'iţionare. rincipa"e"e +uncţii a"e segmentu"ui spaţia" şi a"e +iecărui sate"it în parte sunt urmatoare"eB • sate"iţii 7S transmit permanent in+ormaţii uti"i'atori"or prin intermediu" unor semna"e

radio în +recventa nomina"ă +undamenta"ă de 10.$ !F'> din care se generea'ă ce"e două unde purtătoare )1P18#8.&!F' şi ) P1#.60!F' "> timpu" generat de ceasuri"e atomice> e+emeride"e sate"itu"ui> starea ec%ipamente"or au?i"iare şi a"te in+ormaţii necesare • menţin o re+erinţă de timp +oarte precisă> prin intermediu" cesuri"or de "a 4ordu"

sate"iţi"or 7S • recepţionea'ă şi înmaga'inea'ă in+ormaţii"e primite de "a segmentu" de contro" • e?ecută manevre de corectare a or4ite"or sate"itare.

Sate"iţii sistemu"ui au +ost "ansaţi "a di+erite perioade de timp şi aparţin di+erite"or \4"ocE@ uriM> după cum urmea'ăB - sate"iţii din \K"ocEJIM sunt primii sate"iţi "ansaţi> mode"u" spaţia" +iind compus din $

p"anuri or4ita"e înc"inate "a 6$0 +aţă de p"anu" ecuatoru"ui. )ansarea ce"or 11 sate"iţi proiectati s@a e+ectuat în perioada 13#,@13,8 - sate"iţii din \K"ocE@IIM au +ost organi'aţi în 6 p"anuri or4ita"e înc"inate "a 88 0 +aţă de

ecuator şi au început să +ie "ansaţi în perioada 13,3@1338. Sate"iţii acestui 4"oc se deose4esc de sate"iţii primu"ui 4"ocE prin +aptu" că aceştia au semna"u" în tota"ite 80 din 66


disponi4i" pentru uti"i'atorii civi"i> au imp"ementate te%nici"e de protecţie a"e sistemu"ui> SA (Se"ective Avai"a4i"it=* şi AS (Anti@Spu+ing* şi dispun de & ceasuri atomice ( cu Cesiu>  cu /u4idiu* - sate"iţii din \K"ocE@IIAM (Advanced*> sunt mai evo"uaţi în sensu" că au posi4i"itatea să

comunice între ei şi au montate re+"ectoare "aser care permit măsurători de tipu" \Sate"ite )aser /angingM (S)/*. Au +ost "ansaţi încep;nd cu s+;rşitu" anu"ui 1330 - sate"iţii din \K"ocE@II/M (/e"enis%ment* încep să în"ocuiască sate"iţii din K"ocE@u" II>

după 1336. Aceştia sunt prevă'uti cu ceasuri atomice cu %idrogen> de tip !AS/> care au sta4i"itate superioară +aţă de ce"e cu Cesiu sau /u4idiu. De asemenea aceştia dispun de "egături intersate"itare care permit ame"iorarea preci'iei de determinare a or4ite"or sate"iţi"or @ sate"iţii din \K"ocE@II:M (:o""o on* continuă "ansări"e în perioada 001@010. Aceştia vor putea gestiona eventua"e"e variaţii a"e +recvenţei de 4a'ă şi vor dispune "a 4ord de Sisteme de Navigaţie Inertia"ă (INS*  G1H

:igura &.1. Consta"aţia sate"iţi"or 7S G&H

+e%(entu# de contro# Segmentu" de contro" a" sistemu"ui 7S este constituit din staţii"e specia"i'ate de "a so" care "a momentu" actua" sunt în număr de cinci şi sunt dispuse uni+orm în juru" ăm;ntu"ui> în 'ona ecuatoria"ă. (:ig. &..* rincipa"e"e sarcini a"e segmentu"ui de contro"> sunt urmatoare"eB 81 din 66


- segmentu" de contro" urmăreşte permanent prin staţii de "a so" sate"iţii sistemu"ui>

pre"ucr;nd date"e recepţionate în vederea ca"cu"ării po'iţii"or spaţio@tempora"e a"e acestora ( e+emeride*> care apoi sunt transmise "a sate"iţi - contro"ea'ă ceasuri"e sate"iţi"or compar;ndu@"e cu un ceas atomic cu %idrogen> de tip

!AS/ - ca"cu"ea'ă corecţii"e or4ita"e> care sunt transmise "a +iecare sate"it şi operate de

motoare"e rac%etă proprii de corectare a or4itei - activea'ă prin comen'i de "a so"> "a momentu" dorit sau necesar> sisteme"e de protecţie

SA (Se"ectiv Avai"a4i"it=* şi AS (Anti J Spoo+ing*> a"e sistemu"ui - stoc%ea'ă date"e noi recepţionate de "a sate"iţi - ca"cu"ea'ă e+emeride"e progno'ate (Kroadcast* pentru următoare"e 1 sau & de ore pe

care "e transmite "a segmentu" spaţia" - e?ecută întregu" contro" asupra sistemu"ui G1H

Ce"e 8 staţii de "a so" care a"cătuiesc segmentu" de contro" a" sistemu"ui de po'iţionare (7S* sunt următoare"eB @ staţia de contro" principa"ă (!aster Contro" Station*> amp"asată "a Co"orado Springs în State"e centra"i'ea'ă date"e recepţionate de "a sate"iţi de staţii"e monitoare de "a so"> pre"ucrea'ă aceste date pentru progno'area or4ite"or sate"iţi"or (e+emeride"or*> şi e?ecută ca"cu"u" corecţii"or acestora precum şi a"e ceasuri"or> date> care apoi se transmit "a staţii"e de contro" a"e sistemu"ui pe care acestea "e încarcă "a segmentu" spaţia"> su4 o +orma care constituie mesaju" de navigaţie> recepţionat de uti"i'atori @ staţii"e monitor a"e segmentu"ui de contro" sunt amp"asate după cum urmea'ăB insu"a Faai (estu" oceanu"ui aci+ic*> insu"a aja"ein (vestu" oceanu"ui aci+ic*> insu"a Diego 7arcia (vestu" oceanu"ui Indian* şi insu"a Ascension (oceanu" At"antic*. :iecare dintre aceste staţii împreună cu staţia principa"ă recepţionea'ă permanent semna"e"e de "a sate"iţii vi'i4i"i> înregistrea'ă date"e meteoro"ogice şi parametrii ionos+erici pe care "e transmit pentru pre"ucrare "a staţia principa"ă @ staţii"e de contro" "a so"> amp"asate ";ngă staţii"e monitor din insu"a aja"ein> insu"a Diego 7arcia şi insu"a Ascension şi care de +apt sunt antene "a so" cu ajutoru" cărora se rea"i'ea'ă "egătura permanentă cu sate"iţii sistemu"ui şi prin care se transmit e+emeride"e> corecţii"e or4ite"or şi a"e ceasuri"or atomice> precum şi a"te date necesare 4unei +uncţionării a sistemu"ui. entru ca"cu"u" e+emeride"or precise> necesare în specia" pre"ucrării măsurători"or 7S cu uti"i'are în geode'ie@geodinamică> se +o"osesc măsurători şi de "a a"te cinci staţii terestre. 8 din 66


:igura &.. Staţii"e de contro" a"e sistemu"ui 7S G1&H

+e%(entu# uti#i)$tori Acest segment e constituit din uti"i'atorii deţinători de receptoare 7S cu antenă> din care> în +uncţie de ca"ităţi"e receptoru"ui şi antenei re'u"t;nd acurateţea preci'iei de po'iţionare sau a e"emente"or de navigaţie. /eceptoare"e geode'ice sunt receptoare"e cu cea mai mare acurateţe şi operea'ă cu "ungimi"e de undă purtătoare )1 şi ) precum şi codu" C5A sau . Dacă în anu" 1330 e?istau apro?imativ 3000 de uti"i'atori 7S> "a nive"u" anu"ui 000 se estimau apro?imativ 800000 uti"i'atori 7S care pe grupe mari de activităti repre'entau următoare"e ci+re şi procenteB 9a4e" &.1.
navigaţia maritimă şi +"uvia"ă navigaţie şi transport terestru navigatia aeriană uti"i'atori mi"itari geode'ie şi cartogra+ie

8000 receptoare 1$8000 receptoare ,0000 receptoare $8000 receptoare 8000 receptoare

&8] #] 16] #] 8]

8.!.!. ;unc&ion$re$ siste(u#ui Sate"iţii de navigaţie repre'intă puncte de re+erinţă pentru măsurători"e de navigaţie> ei dep"as;ndu@se în spaţiu după "egi cunoscute şi cu a4ateri care se pot estima sau determina. :uncţionarea sisteme"or de navigaţie prin sate"iţi se 4a'ea'ă pe metode"e uti"i'ate în

8$ din 66


radionavigaţia c"asică. ste vor4a de metode"eB goniometrică> te"emetrică> te"emetrică di+erenţia"ă> gonio@te"emetrică> Dopp"er şi com4inaţii între e"e. n cadru" sistemu"ui 7S se +o"osesc metode"e te"emetrică şi cea Dopp"er.

:igura &.$. !odu" de comunicare a segmente"or 7S G&H

8.!.-. "etod$ te#e(etric/ Cunosc;ndu@se momentu" c;nd semna"u" este emis de către sate"it> se poate măsura timpu" în care acesta ajunge "a uti"i'ator (Wt*. -ite'a de propagare a semna"u"ui este cunoscută (c* şi se ca"cu"ea'ă distanţa dintre sate"it şi ve%icu" (D*. D P Wt ^ c. (:ig. &.&.* Determinarea coordonate"or centru"ui de masă a" ve%icu"u"ui> dacă se cunosc e+emeride"e sate"iţi"or> se rea"i'ea'ă prin e+ectuarea a trei măsurători simu"tane a"e distanţei dintre acesta şi trei sate"iţi di+eriţi. Se va o4ţine> ast+e"> un sistem de trei ecuaţii cu trei necunoscute care este re'o"vat de ca"cu"atoru" de 4ord.

:igura &.&. !etoda te"emetrică G&H

8& din 66


n situaţia în care aeronava se dep"asea'ă cu vite'ă mică sau staţionea'ă> determinarea coordonate"or se poate +ace e+ectu;ndu@se trei măsurători succesive a"e distanţei +aţă de un singur sate"it (se pot +o"osi> în această situaţie> receptoare 7S cu un singur cana" de recepţie*. Atunci c;nd> din a"te surse de "a 4ordu" aeronavei> se poate o4ţine a"titudinea de '4or> determinarea coordonate"or se +ace doar prin e+ectuarea a două măsurători de distanţe +aţă de sate"iţi. Această metodă> pentru a +i precisă> necesită o coordonare per+ectă a timpu"ui sate"iţi"or între ei şi a acestora cu timpii uti"i'atoru"ui. Număru" sate"iţi"or +iind mic> pentru a se re'o"va pro4"ema timpu"ui> aceştia au +ost dotaţi cu ceasuri atomice de mare preci'ie. Această so"uţie nu poate +i adoptată şi de către uti"i'atori deoarece ar creşte considera4i" costu" receptoare"or. entru navigaţia aeriană este mai convena4i" să se +o"osească în "ocu" sistemu"ui de coordonate rectangu"are geocentrice , sistemu" de coordonate geogra+ice.

8.!.8. Deter(in$re$ vite)ei de dep#$s$re uti#i)Fnd e7ectu# Dopp#er entru determinarea parametri"or de navigaţie uti"i';nd e+ectu" Dopp"er> se ap"ică metoda 4a'ată pe măsurarea variaţiei +recvenţei purtătoare recepţionate> +aţă de cea radiată de emiţător . +ectu" Dopp"er constă în dependenţa dintre această variaţie şi vite'a re"ativă de dep"asare dintre aeronavă şi sate"it. Ca să se poată măsura di+erenţa de +recvenţă dintre cea emisă de sate"it şi cea recepţionată va tre4ui să se genere'e "a receptor un semna" cu +recvenţa identică cu cea p"ecată de "a sate"it. Sate"iţii sunt dotati cu generatoare de semna"e precise şi nu au a4atere unu" +aţă de a"tu". Acest "ucru nu este va"a4i" şi pentru receptor> însă se ştie că a4aterea în +recvenţă datorată receptoru"ui este identică +aţă de toţi sate"iţii> iar eroarea datorată acestui +apt se poate considera o necunoscută a sistemu"ui. entru re'o"varea sistemu"ui şi determinarea e"emente"or de navigaţie e?c"usiv prin această metodă vor +i necesare şapte măsurători a"e deviaţiei de +recvenţă a"e semna"e"or de "a tot at;ţia sate"iţi> "ucru deose4it de greu de rea"i'at. Introduc;ndu@se> însă> re'u"tate"e o4ţinute prin determinări"e te"emetrice> va +i necesară doar măsurarea a patru deviaţii de +recvenţă pentru determinarea vite'ei de '4or a aeronavei.

8.!.3. 2$rticu#$rit/&i 7unc&ion$#e $#e siste(u#ui. +tructur$ se(n$#u#ui Acurateţea sistemu"ui de po'iţionare (7S* este asigurată de +aptu" că toate componente"e semna"u"ui sate"itar sunt sincroni'ate de ceasuri atomice de preci'ie +oarte mare. Sate"iţii 7S din K"ocE II prin ceasuri"e atomice de "a 4ord>  cu cesiu şi două cu ru4idiu> 88 din 66


asigură o sta4i"itate pe perioadă înde"ungată de 10@1 J 10@1&secunde. Sate"iţii din K"ocE II/> dotaţi cu ceasuri atomice !AS/> cu %idrogen> asigură pe perioadă înde"ungată o sta4i"itate ec%iva"entă cu 10@1& J 10 J18secunde. Aceste ceasuri atomice> de +oarte mare preci'ie> asigură rea"i'area unei +recvenţe +undamenta"e + 0 P 10.$ !%'> în 4anda ). Av;nd în vedere +aptu" că "ungimea de undă este dată de re"aţiaB λ

=

v f

(&.1*

undeB v P c P 33 #3 &8, m5s (vite'a "uminii în vid* + 0 P 10.$ [ 10 , F'

(&.*

re'u"tăB λ =

.33#3&8, ∗10 10.$ ∗ 10

6

,

≅ $0

m

(&.$* :recvenţa +undamenta"ă \ f 0”> este "a originea a trei părti +undamenta"e a"e semna"u"ui transmis de sate"iţii 7S şi anumeB - componenta portantă> care conţine ce"e  unde sinusoida"e ) 1 şi ) - componenta activă> care conţine  coduri numite C5A şi   - componenta mesaj> care conţine codu" D

Ce"e două unde purtătoare> sunt generate prin mu"tip"icarea +recvenţei +undamenta"e cu 18&> pentru )1 şi respectiv 10> pentru ) . Sistemu" a +ost proiectat cu două +recvente> condiţie teoretică indispensa4i"ă pentru e"iminarea diverse"or cau'e de mani+estare a"e unor erori> cum ar +i erori"e sistematice care au ca e+ect imediat înt;r'ierea semna"u"ui radio emis de sate"iţii 7S> datorată în principa" erori"or generate de e+ecte"e erorii de ceas> re+racţiei ionos+erice> tropos+erice> etc. Determinarea distanţei de "a sate"it "a receptoru" 7S terestru> esenţia"ă pentru po'iţionarea acestuia> este indispensa4i" "egată de determinarea> c;t mai precisă> a timpu"ui de propagare a" undei de "a sate"it "a receptor> măsurătoare care se rea"i'ea'ă cu ajutoru" coduri"or generate de un a"goritm cu periodicitate în timp> care modu"ea'ă +recvenţe"e portante"or. Aceste coduri supranumite pe acest motiv \pseudo@ca'ua"eM sau /N (seudo /andom Noise* sunt uti"i'ate su4 urmatoare"e denumiriB

Codu# CA

#Coarse Ac!"isition

este "i4er pentru uti"i'atorii civi"i şi modu"ea'ă

numai "ungimea de undă portantă ) 1. Acest cod se repetă "a +iecare mi"isecundă şi +urni'ea'ă in+ormaţii privind identi+icarea sate"itu"ui recepţionat. 86 din 66


Codu# 2 , Precision codu" re'ervat uti"i'atori"or mi"itari precum şi a"tor uti"i'atori privi"egiaţi şi modu"ea'ă "ungimi"e de undă a"e portante"or ) 1 şi ) deca"ate cu p5> deca"aj care se repetă săptăm;na".

Codu# D repre'intă codu" de navigaţie> are o +recventă f $ P f 0 %&0'(00 P 80 F'> care conţine in+ormaţii"e privitoare "a e+emeride"e sate"iţi"or şi parametrii rea"i pentru ca"cu"u" po'itiei "or> starea acestora şi in+ormaţii privind ceasuri"e de "a 4ord. /eceptoare"e de mici dimensiuni> uti"i'ate e?c"usiv pentru navigaţie> recepţionea'ă numai coduri"e C5A şi D şi asigură o po'iţionare a4so"ută în preci'ia de _5@ 100m. Comp"e?itatea semna"u"ui 7S este deose4ită şi ea poate +i motivată de o serie de condiţii pe care tre4uie să "e asigure> printre care putem amintiB - sistemu" de po'iţionare (7S*> este în primu" r;nd un sistem mi"itar> +iind însă uti"i'at

de un număr mare de uti"i'atori civi"i şi mi"itari> pe care tre4uie să îi po'iţione'e mai mu"t sau mai puţin precis în +uncţie de preocupări"e şi speci+icu" activităţii pe care o des+ăşoară> precum şi în +uncţie de receptoare"e de care 4ene+icia'ă - uti"i'atorii care dispun de posi4i"itatea de măsurare a \coduri"orM> pot 4ene+icia de

po'iţionare în timp rea"> cu anumite date privind corecţii"e distanţe"or provenite de sataţii"e permanente D7S> amp"asate în 'one"e costiere sau pe uscat> care transmit date"e pentru diversi uti"i'atori în +ormatu" standardi'at /9C! (/adio 9e%nica" Commiion +or !aritim Services :ormat* - uti"i'atorii care pot măsura +a'e"e> pot rea"i'a o po'iţionare de preci'ie> pe care o o4tin

în postprocesare - uti"i'atorii care dispun de recepţionarea semna"u"ui 7S în două +recvenţe dispun de

posi4i"itatea de e"iminare a erori"or sistematice> generate de e+ectu" in+"uenţei re+racţiei ionos+erice şi tropos+erice Actua"mente este în discuţie posi4i"itatea de imp"ementare a unei a treia "ungimi de undă> denumită L)> care să +ie +o"osită e?c"usiv de uti"i'atorii civi"i GCina 000H> rea"i';ndu@se ast+e" o separare comp"ectă de uti"i'atorii mi"itari ai sistemu"ui 7S.

8.!.5. 2o)i&ion$re$ cu $*utoru# teno#o%iei G2+ Ca pro4"emă practică> po'iţionarea cu ajutoru" te%no"ogiei 7S se rea"i'e'ă prin determinarea distante"or dintre punctu" de staţie şi sate"iţii 7S vi'i4i"i> matematic +iind necesare măsurători "a minimum & sate"iţi. Acest număr de sate"iţi este necesar pentru a ne putea po'iţiona c;t se poate de precis> numai pe 4a'a distanţe"or măsurate "a sate"iţi. 8# din 66


Dacă am avea măsurători "a un singur sate"it şi am cunoaşte po'iţia acestuia> cu o singură distanţă> po'iţia noastră în spaţiu ar +i pe o s+eră cu centru" în po'iţia sate"itu"ui şi cu ra'a> distanţa măsurată. !ăsur;nd distanţe "a doi sate"iţi> po'iţia noastră se \îm4unătăţesteM> în sensu" că ne a+"ăm pe un cerc generat de intersecţia ce"or două s+ere care au în centru cei doi sate"iţi şi în +uncţie de distanţa dintre aceştia> cercu" nostru de po'iţie are o ra'ă mai mare sau mai mică. o'iţia noastră se îm4unătăţeste su4stanţia" în momentu" în care avem măsurători şi "a un a" trei"ea sate"it> care deja ne "oca"i'ea'ă în două două puncte din spaţiu. Aceste două puncte sunt date de intersecţia u"timei s+ere> cu centru" în ce" de a" trei"ea sate"it> cu cercu" generat de prime"e doua s+ere determinate. Sigur că în acest moment putem> re"ativ uşor> să ne sta4i"im punctu" în care ne a+"ăm> însă pentru a +i riguroşi este necesară a patra măsurătoare +aţă de un a" patru"ea sate"it şi atunci în mod cert puncu" po'iţionării noastre va +i unic. o'iţionarea cu ajutoru" te%no"ogiei 7S se poate +ace în di+erite moda"ităţiB

2o)i&ion$re $'so#ut/ coordonate"e punctu"ui sunt determinate într@un sistem de po'iţionare g"o4a"ă> măsurători"e pentru determinarea coordonate"or spaţia"e a"e punctu"ui resespectiv +ăc;ndu@se cu două receptoare 7S> din care unu" amp"asat pe un punct care are deja coordonate tridimensiona"e determinate într@un sistem de re+erinţă g"o4a"

2o)i&ion$re re#$tiv/ sunt determinate di+erenţe"e de coordonate între două puncte sau componente"e vectoru"ui (4ase"ine*> ce uneste ce"e două puncte staţionate cu receptoare 7S. rin această moda"itate se reduc sau se e"imină erori"e sistematice (4ias*> de care este a+ectată distanţa dintre ce"e două puncte.

2o)i&ion$re di7erenti$#/ este asemănătoare> ca procedeu> cu po'iţionarea a4so"ută cu deose4irea că eroarea care a+ectea'ă distanţa de "a sate"it "a receptor este ca"cu"ată şi ap"icată în timp rea"> ca o corecţie di+erenţia"ă> dată de către receptoru" care staţionea'ă pe un punct de coordonate cunoscute (4ase*> către receptoru" care staţionea'ă în punctu" nou. Ca şi "a po'iţionarea re"ativă> sunt e"iminate sau diminuate erori"e sistematice care a+ectea'ă măsurători"e 7S. !ăsurători"e 7S> în geode'ie sau ridicări topogra+ice> se pot e?ecuta prin două metode principa"e> care în +uncţie de situaţie> de aparatură> etc. au +iecare di+erite varianteB

"etod$ st$tic/ care presupune măsurători cu două sau mai mu"te receptoare 7S H amp"asate pe puncte"e care urmea'ă să +ie determinate şi care sunt staţionate> simu"tan> o perioadă mai mare de timp> denumită sesiune de o4servaţii. Durata acesteia este sta4i"ită în +uncţie de "ungimea "aturi"or> număru"ui de sate"iţi uti"i'a4i"i> de geometria segmentu"ui spaţia" o4serva4i"> eva"uată de D (osition Di"ution o+ recision*> precum şi de preci'ia de 8, din 66


determinare a puncte"or noii reţe"e.

"etod$ cine($tic/ presupune măsurători cu două sau mai mu"te receptoare> din care unu" amp"asat pe un punct cu coordonate cunoscute (4ase* şi restu" recepoare"or sunt în mişcare continuă sau cu staţionări +oarte scurte. n +uncţie de metoda de măsurare (ac%i'iţie a date"or*> coordonate"e se pot o4ţine prin post@procesare sau în timp rea"> situaţie în care coordonate"e sunt disponi4i"e "a teren. n toate ca'uri"e pro4"ema de 4a'ă este de a determina distanta (range* între receptor şi sate"iţii 7S> care se poate rea"i'a prin două două tipuri de o4servaţiiB

"/sur$re$ 7$)ei coduri#or din componenta activă a semna"u"ui. "/sur$re$ 7$)ei purtătoarei semna"u"ui (carrier p%ase*. Această a doua metodă de rea"i'are a măsurători"or 7S> pre'intă o importanţă deose4ită pentru ap"icarea acestei te%no"ogii în domeniu" geode'iei.

8.!.?. Tipuri de recepto$re G2+ )a ora actua"ă e?istă trei ar%itecturi de receptoare 7S (:ig. &.8.* care permit detecţia şi pre"ucrarea semna"e"or primite de "a sate"iţii de navigaţieB 1. receptor cu urmărire secvenţia"ă . receptor cu urmărire continuă $. receptor mu"tip"e?. /eceptoare"e care pot pre"ucra codu" (V* e?ecută măsurători du4"e în +recvenţă> pentru a determina corecţii"e ionos+erice şi +o"osesc codu" C5A pentru a determina codu" (V*> care asigură preci'ia parametri"or de navigaţie. /eceptoare"e care detectea'ă numai codu" C5A nu determină prin măsurători> corecţii"e ionos+erice> ci +o"osesc un mode" matematic a" acestora citit din mesaju" de navigaţie. Acest mode" este introdus în memorii"e sate"iţi"or de către operatorii de "a staţia de transmitere a in+ormaţii"or de serviciu> prin acest "ucru asigur;ndu@se contro"u" asupra preci'iei în determinarea coordonate"or> care este "a discreţia guvernu"ui State"or
83 din 66


:igura &.8. /eceptor 7S "a 4ordu" aeronavei G18H

8.!.>. "odu# de 7unc&ion$re $ unui receptor G2+ 4ţinerea coordonate"or aeronavei cu ajutoru" 7S@u"ui constă în determinarea timpu"ui parcurs de unda e"ectromagnetică de "a sate"it "a receptor şi măsurarea dep"asării de +recvenţă. /eceptoru"ui 7S (:ig. &.6.* îi revine sarcina de a detecta semna"e"e sate"iţi"or> de a măsura cei patru timpi necesari determinării po'iţiei şi a dep"asării de +recvenţă. 9otodată receptoru" tre4uie să decodi+îce mesaju" de navigaţie> necesar pentru în"ăturarea anumitor erori a"e sistemu"ui.  secvenţă tipică de detecţie a semna"u"ui începe cu identi+icarea sate"iţi"or vi'i4i"i şi interceptarea semna"e"or acestora. Identi+icarea sate"iţi"or se +ace pe 4a'a unor predicţii ce sunt +urni'ate de a"mana%u" de date a" receptoru"ui. Acest a"mana% se re+ace "a +iecare uti"i'are a receptoru"ui> prin înregistrarea a"mana%uri"or transmise de sate"iţii de navigaţie. Dacă receptoru" nu este uti"i'at pentru o perioadă mai mare de timp> atunci a"mana%u" acestuia nu mai coincide cu ce" transmis de sate"iţii de navigaţie. în acest ca'> receptoru" cercetea'ă ceru" în mod a"eator> p;nă c;nd detectea'ă un sate"it.

:igura &.6. Sc%ema 4"oc a unui receptor 7S G16H

dată receptate> receptoru" decodi+îcă mesaju" de navigaţie şi citeşte a"mana%u" sate"iţi"or> determin;nd ast+e" po'iţii"e ce"or"a"ţi. entru detecţia semna"u"ui receptoru" +o"oseşte două cic"uri de detecţie> unu" +îind +o"osit pentru interceptarea purtătoarei> iar ce"ă"a"t pentru identi+îcarea coduri"or C5A şi . Ce"e două cic"uri sunt +o"osite împreună printr@un proces iterativ> ce permite detecţia şi ac%i'iţia semna"e"or provenite de "a sate"iţii de navigaţie. 60 din 66


Nive"u" de recepţie a semna"u"ui în apropierea ăm;ntu"ui este mai mic dec;t nive"u" 'gomotu"ui de +ond. entru detecţia unui ast+e" de semna"> receptoare"e 7S +o"osesc te%nica core"ării şi suprapunerii semna"e"or. /eceptoru" dispune de un generator de cod C5A propriu> contro"at de un ceas intern> care în momentu" pornirii receptoru"ui este sincroni'at cu timpu" universa" +o"osit în sistemu" 7S. Acest generator de cod C5A produce un semna" simi"ar cu ce" emis de sate"iţii de navigaţie. Acest semna" este suprapus cu ce" receptat de "a sate"it printr@un mi?er care +ace ca nive"u" semna"u"ui căutat să depăşească nive"u" de 'gomot> ast+e" +iind posi4i"ă detecţia. dată detectat> semna"u" este introdus într@un 4"oc de ca"cu" care asigură determinarea po'iţiei şi a vite'ei> +o"osind metode"e pre'entate în capito"e"e anterioare. După ca"cu"u" coordonate"or şi a vite'ei aeronavei> este necesar ca acestea să +ie corectate de erori"e ce intervin. Acest "ucru se +ace prin introducerea în ca"cu" a erori"or citite din a"mana%u" de date> o4ţinut prin decodi+icarea mesaju"ui de navigaţie. ntotdeauna receptoru" 7S este conectat "a un dispo'itiv de a+işare> sau> printr@o magistra"ă de date> "a un ca"cu"ator de 4ord sau "a a"te dispo'itive au?i"iare. Acest "ucru permite +ie vi'ua"i'area imediată a coordonate"or aeronavei> +ie +o"osirea acestora în di+erite ca"cu"e de navigaţie> +ie în g%idarea automată a di+erite"or ve%icu"e.

8.!.. Erori $#e (/sur/tori#or e7ectu$te cu teno#o%i$ G2+

reci'ia măsurători"or de po'iţionare sau de navigaţie> e+ectuate cu ajutoru" te%no"ogiei 7S> este dependentă de preci'ia cu care se determină distanţa (range* de "a sate"it "a receptor. rori"e care se pot comite în acest gen de măsurători sunt de două tipuriB 1. Erori $ccident$#e de (/sur$re 6i de o'serv$re> cum ar +i eroarea datorată parcursuri"or mu"tip"e ,(u#tip$t=H e"ectronica aparaturii de "a 4ordu" sate"itu"ui şi a"e receptoare"or> inter+erenţe"e e"ectromagnetice> e?centricităti a"e centri"or de +a'ă a"e antene"or> etc . Erori siste($tice ,'i$s=> cum ar +i erori"e datorate ceasuri"or de pe sate"it şi receptor> erori"e de re+racţie cau'ate de tropos+eră şi ionos+eră> erori"e datorate or4ite"or sate"itare> etc Aceste erori sunt permanent pre'ente în cadru" măsurători"or> separat de acestea e?ist;nd şi a"te erori induse cu 4ună ştiintă de cei ce gestionea'ă sistemu" de po'iţionare 7S şi care> c%iar dacă nu actionea'ă permanent> au ca scop degradarea preci'ii"or de po'iţionare şi navigaţie în timp rea"> actiune numită \Disponi4i"itate Se"ectivăM şi \Anti@+urtM> în eng"e'ă \Se"ective 61 din 66


Avi""a4i"it= @ SAM şi \Anti@spoo+ing @ ASM. 9in;nd cont de di+erite"e surse de eroare> constatăm că po'iţionarea a4so"ută e+ectuată cu ajutoru" măsurători"or de cod s@ar situa ca preci'ie de po'iţionare p"animetrică în juru" va"orii de cca. _5@100 m. Dacă aceste erori sunt to"era4i"e> în ca'u" ap"icatii"or privind ca"cu"u" vite'ei de dep"asare a unui mo4i" sau po'iţionarea acestuia> pentru scopuri"e geode'ice şi geodinamice aceste preci'ii sunt into"era4i"e şi în acest sens ana"i'area erori"or> a cau'e"or care "e produc> precum şi a metode"or de în"ăturare sau diminuare a acestora> este strict necesară.

8.!..1 Erori#e $ccident$#e otrivit unor regu"i din "iteratura de specia"itate> preci'ia de determinare cu ajutoru" te%no"ogiei 7S poate +i estimată acoperitor> ca av;nd va"oarea de cca. 1] din "ungimea de undă. Această apreciere conduce "a preci'ii di+erite potrivit cu diverse"e o4serva4i"e care sunt "uate în considerare. In rea"itate> aceste preci'ii sunt simp"e supo'itii teoretice> ast+e" înc;t tre4uiesc ana"i'ate în continuare di+erite"e surse de erori şi contri4utu" "or "a sta4i"irea preci'iei măsurători"or.

Erori#e de (u#tip$rcurs In ca'u" determinări"or de preci'ie este a4so"ut necesar ca at;t în +a'a o4servatii"or de teren> c;t şi în cadru" +a'ei de pre"ucrare> să se ai4ă în vedere toate surse"e de erori. roarea de mu"tiparcurs (mu"tipat%* (:ig. &.#.* apare atunci c;nd o parte a semna"u"ui de "a sate"it ajunge "a receptor într@o manieră indirectă> prin re+"ectare de di+erite supra+ete amp"asate mai aproape sau mai departe de receptor. !ăsurătoarea între centre"e de +a'ă a" antenei receptoru"ui şi a"e antenei sate"itu"ui nu mai are deci un parcurs recti"iniu> apăr;nd ace"aşi +enomen de înt;r'iere a" semna"u"ui şi de crestere a distantei măsurate. /eceptoare"e din u"time"e generatii au so+tu" de pre"ucrare mai *dotat” şi poate să e"imine din înregistrări semna"e"e para'itate de e+ectu" de mu"tiparcurs.

6 din 66


:igura &.#. roarea mu"tipat%

Erori d$tor$te eJcentricit/tii centru#ui de 7$)/ $# $ntenei Această eroare este datorată variatiei po'itiei centru"ui de +a'ă a" antenei> care în +apt este o pro4"emă teoretică de e"ectronică şi nu de mecanică> aceasta datorită variatiei în +uncţionare a +recvente"or (centru" de +a'ă pentru portanta L+ nu coincide cu centru" de +a'ă a portantei L&* şi e"evatiei sate"itu"ui care emite semna"u". Din punct de vedere a" uti"i'atoru"ui> pentru ca această eroare> c;nd e?istă> să nu +ie amp"i+icată este necesar ca ori'onta"i'area antenei precum şi orientarea ei să se +acă cu ma?imum de atentie. Aceste erori au o va"oare mică> în juru" a @$cm> dar această va"oare devine importantă pentru determinări"e de preci'ie în pro4"eme de nive"ment.

Erori#e d$tor$te e#ectronicii receptoru#ui  serie de a"te erori depind de starea te%nică a componente"or e"ectronice a"e receptoru"ui. De e?emp"u> măsurarea di+erente"or de +a'ă repre'intă o moda"itate de core"are în timp rea" şi în acest ca' este +oarte important ca semna"u" de "a sate"it să nu +ie depreciat> pentru a permite o core"are optimă. Ca"itatea semna"u"ui depinde oricum> în mare măsură> de eventua"e inter+erente e"ectomagnetice care pot cau'a cresterea 'gomotu"ui semna"u"ui şi> în une"e ca'uri ne+avora4i"e> să conducă c%iar "a pierderea semna"u"ui.

8.!..!. Erori#e siste($tice Erori#e de ce$s rori"e de ceas a"e sate"iţi"or şi a"e receptoare"or> pot +i să +ie divi'ate în două componenteB 6$ din 66


- asincronismu" (o++set* ceasuri"or> +apt ce conduce "a o dep"asare a originii de măsurare

a timpu"ui - deriva> datorată teoriei re"ativitătii> dependentă de timp

entru perioade de scurtă durată> aceste erori pot +i mode"ate de po"inoame de ordinu" doi> pentru ceasuri"e atomice de "a 4ordu" sate"iţi"or şi de po"inoame de grad superior> p;nă "a ordinu" opt> pentru ceasuri"e cu cuart a"e receptori"or 7S.

Erori#e de or'it/ ste cunoscut +aptu" că pentru po'iţionarea 7S este necesar să +ie cunoscute or4ite"e sate"iţi"or o4servati (e+emeride"e*> în sensu" de a se cunoaste "a +iecare epocă de înregistrare coordonate"e c;t mai precise a"e centru"ui antenei de emisie a sate"itu"ui. Aceste date re+eritoare "a or4ite> reunite în notiunea de e+emeride> au o preci'ie di+erită> după cum urmea'ăB - \4roadcastM> e+emeride transmise în mesaju" de navigaţie care au preci'ie în juru" a $0@

80 de metri - \preciseM> e+emeride care sunt ca"cu"ate şi pot +i ut"i'ate după perioada de o4servatii>

în cadru" etapei de procesare a date"or şi au preci'ii metrice şi c%iar su4decimetrice După cum s@a mai speci+icat> aceste erori au repercursiuni asupra po'iţionării a4so"ute şi a+ectea'ă în mod direct coordonate"e spaţia"e a"e receptoru"ui. In ca'u" în care o4servatii"e se rea"i'ea'ă prin metoda di+erentia"ă sau re"ativă> in+"uenta acestor erori în po'iţionare este minoră.

Erori#e d$tor$te re7r$ctiei tropos7erice 9ropos+era repre'intă> segmentu" de 4a'ă a" atmos+erei> cuprins între supra+aţa ăm;ntu"ui şi o înă"time de cca.&0 @ 80 Em. Această 'onă este divi'ată în două părtiB • partea \umedăMcuprinsă între supra+aţa ăm;ntu"ui şi o a"titudine de cca. 11Em> 'onă în

care umiditatea atmos+erică este pre'entă şi are va"ori semni+icative • partea \uscată” cuprinsă între a"titudinea de cca.11Em şi &0Em .

/e+ractia tropos+erică provoacă o înt;r'iere a recepţionării semna"u"ui de "a sate"it> înt;r'iere care conduce "a cresterea timpu"ui de parcurgere a distantei de "a sate"it "a receptor şi în consecintă o crestere sistematică a distante"or. Int;r'ierea datorată re+ractiei tropos+erice este independentă de +recventa semna"u"ui> aceasta comport;ndu@se identic +aţă de ce"e două unde purtătoare L+ şi L&> dar este dependentă de 6& din 66


parametrii atmos+erici şi de ung%iu" 'enita" su4 care se găseste receptoru" +aţă de sate"it. -a"oarea re+ractiei tropos+erice creste e?ponentia" cu va"oarea ung%iu"ui 'enita" şi din aceste motive nu este recomanda4i" a se e+ectua o4servatii "a sate"iţii care apun sau răsar> dec;t după ce au intrat sau au ieşit> su4 ung%iu" 'enita" de #0 0 @ #80.

Re7r$c&i$ ionos7eric/ Ionos+era> repre'intă o a"tă parte a atmos+erei terestre> cuprinsă între a"titudinea de &0 @ 80 Em> p;nă "a cca 1000 Em. rori"e datorate re+ractiei ionos+erice (:ig. &.,.* depind de +recventa semna"u"ui şi deci e"e au va"ori di+erite pentru ce"e două unde purtătoare L+ şi L&. Această eroare care se mani+estă prin înt;r'ierea semna"u"ui de "a sate"it "a receptor şi care de +apt +ace să crească timpu" de parcurs a" semna"u"ui> are consecinte directe în mărirea distante"or măsurate "a sate"iţi> această eroare e"imin;ndu@se printr@o com4inatie oportună a putătoare"or )1 şi ).

:igura &.,. /e+racţia ionos+erei

n sinte'ă> va"oarea erori"or sistematice care a+ectea'ă distanţa de "a sate"it "a receptor au va"ori"e pre'entate succint în ta4e"u" &.. 9a4e"u" &.. rori"e sistematice a"e sistemu"ui 7S

9ipu" erorii sistematice

roarea 68 din 66

Curs Sisteme de Navigatie Si Dirijare

Recommend Documents