雙曲線導航系統

雙曲線導航系統(hyperbolic navigation system)是利用雙曲線位置線實現導航定位的無線電導航系統。據解析幾何可知,距兩個固定點的距離差為常數的動點之軌跡,是以這兩個點為焦點的一條雙曲線。

基本介紹

  • 中文名:雙曲線導航系統
  • 外文名:hyperbolic navigation system
  • 定義:無線電導航系統
  • 特點:具有較高的精度
  • 種類:四種
原理,分類,
船艦(動點)在航行過程中利用無線電接收裝置,接收陸地導航發射台(固定點)發射的無線電波,測定距兩個固定點的距離差並畫出雙曲線,據雙曲線的交點求得船艦位置。
按測定距離差所用的方法可分為:
①測定兩個脈衝信號之間的時間差,稱脈衝雙曲線系統,如勞蘭A;
②測定兩個連續電波信號之間的相位差,稱相位雙曲線系統,如台卡、奧米伽;
③同時測定兩個脈衝信號的時間差及其相位差,稱脈衝相位雙曲線,如勞蘭C、勞蘭D。
它不受氣候影響,能在短時間內測定船位,具有較高的精度,但夜間受天波干擾,精度降低。此系統必須有地理位置精確的陸地發射岸台,但其工作範圍受功率的限制。雙曲線巷格既不均勻又不正交,且設備昂貴、複雜。

原理

由兩個地面台發射同步信號,飛機測出接收信號之間的時間差。在各點上這種時間 差有確定的值,這些點的 軌跡是一組雙曲線,其焦點位於發射台。用 另一組發射重複同樣的測 量,(其 中一 個台常常叫做主台,它是兩 組發射台共有的),就會得出第二組雙曲線,它與第一組雙曲線相交便能得到要找的點,重現這些雙曲線族走向的圖便於連續導航。

分類

由於所發信號的性質不同,可有下列四種雙曲線導航系統:
  1. 勞蘭導航系統:它採用按照中波(即頻率在2至3兆赫)的短期脈衝信號,通過發出的脈衝波的波長來區別各個不同的台,其中一個台稱之為主台,它能啟動其它台,並使它們同步發射;為此,這些台稱為副台。最初的勞蘭系統導航距離只有數百公里。但是採用勞蘭C型導航設備,這個距離便增加了許多,因為它用的是90一100千赫波段。此外,勞蘭C發射的是集合脈衝,而不是孤立的脈衝信號,這就增加了幅射的平均強度,因此導航距離能超過二千公里。精確度為幾公里。勞蘭導航設備可以包括一台座標換算計算機。在最近幾年中,在機載導航設備的重量方面也取得了重大進展。現在這種設備的重量小於50公斤。
  2. 台卡導航系統:其發射機的工作頻率在70和130千赫之間,採用等幅波,這就能用測量相位差來代替測量時間差。對於兩個處在與飛機不同距離上的地面台,同一時刻收到的波的相位是不同的;於是測量相位差便得出所經過的時間差。由於同一接收機不能區別相同頻率的兩種波,所以,同一個導航網路中的各個地面台,按照同一個基本頻率的倍數頻率來發射。而在乘以適當的係數以後,由飛機上的導航設備測出相位差。台卡導航系統的精確度是極高的,在距離的千分之一左右。在1944年6月英、美在法國登入戰中,台卡導航使法艦精確地靠泊在盟軍軍艦附近五十米處。
  3. 台卡特拉導航系統:它是直接從台卡系統派生出來的。目前,它復蓋北大西洋,並包括兩對地面台:A、B台設在加拿大,而C、D台設在英國。這樣便確定了東—西和西—東兩個雙曲線導航網路,這些雙曲線稱作航向線;此外,A、B台確定與前兩個網路正交的第三個網路,它的雙曲線叫做距離線。
  4. 奧米伽導航系統:它是由美國海軍開發的另一個等幅波導航系統。它的導航距離大於一萬公里。它採用10至14千赫極低頻率的無線電波,所以它也可以很好地為飛機、船舶和下潛至中等深度的潛艇服務。即使在最大的導航距離上,其定位誤差也小於1公里。

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