Файл: Шифрин Л.С. Использование картосличительной приставки Пальма в судовождении [практическое пособие].pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.04.2024

Просмотров: 56

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Следует прежде всего отметить, что это понятие весьма условно.

Кроме того, как показывают исследования, ширина диаграммы на­

правленности не остается постоянной, а меняется в зависимости от различных обстоятельств.

Если в такой луч попадает точечная цель, то она будет отражать радиоволны с момента накрытия цели краем луча до момента схода второго края с цели. Так как развертка на экране непрерывно вра­ щается, то вместо светящейся точки от точечной цели на экране появится дугообразная полоса, ширина которой определяется рас­

стоянием от центра экрана. Ее ширину можно подсчитать по фор­ муле:

v = j3rarcr, (1)

где v — ширина дугообразной полоски в мм;

рширина диаграммы направленности в горизонтальной пло­

скости в градусах;

грасстояние от центра экрана до эхо-сигнала в мм.

Для блока «Пальма» ширина полоски, рассчитанная по этой

формуле, показана в табл. 3.

 

 

 

 

 

Таблица 3

г мм

5

10

15

20

40

50

60

70

80

ч мм

0,1

0,3

0,4

0,6

1,1

1,5

1,7

2,0

2,2

Таким образом, если точечную цель перемещать в радиальном направлении от антенны, то ширина полоски будет постепенно уве­ личиваться в указанных пределах.

Следует иметь в виду, что полученные размеры ширины полоски

на экране не зависят от масштаба, на котором работает ИДО.

Чтобы определить, чему соответствует ширина полоски на местно­

сти, необходимо, очевидно, взятую из таблицы величину умножить на знаменатель масштаба. Например, требуется узнать, какова ши­ рина полоски на местности в кабельтовых на краю экрана, если ра­

бочий масштаб блока «Пальма» 1 :

25 000.

Из таблицы находим, что

на

расстояни 80

мм

от

центра

экрана

ширина полоски равна

2,2

мм.

Следовательно

 

185,2-1000

—и’д Ка0-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,5-25 000

п о

,

То же для масштаба 1 : 200 000:

о ,

.

2,2-200 000

— 2’4 Каб-

185,2-1000

3 Л. С. Шифрин

 

33


Радиальная длина этой полоски определяется из следующих со­ ображений. При длительности импульса т, его протяженность La при движении в пространстве равна

где

с

—скорость распространения электромагнитных волн, равная

 

 

3 •

10й

мм1сек.

 

 

 

Точечная цель возвращает эхо в продолжении всего импульса, так что эхо-сигнал будет иметь ту же протяженность, что и протя­

женность импульса. Однако на экране пятно в радиальном направ­

лении движется со скоростью вдвое меньшей, чем скорость волны,

с расчетом, чтобы за время движения импульса в пространстве до объекта и обратно пятно переместилось от центра развертки на расстояние, пропорциональное дистанции до объекта в масштабе

экрана. Поэтому на экране эхо-сигнал займет длину

т_

с2М ’

где М — знаменатель масштаба ИКО.

Это и есть минимальная глубина эхо-сигнала в радиальном на­ правлении на экране, независимо от того, какую глубину занимает объект в действительности.

В радиолокационной станции «Нептун» т=0,25 мксек при из­ мерении малых дистанций и т = 1,0 мксек при измерении больших дистанций. Поэтому протяженность эхо-сигнала в радиальном на­

правлении на

блоке «Пальма»

определяется следующими величи­

нами, показанными в табл. 4

мм).

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4

Масштаб ИКО

 

 

 

 

 

 

 

1:25 000

1

:50 000

1 : 100

000

1 :200 000

1 :500 000

Т

 

 

 

 

 

 

 

0,25 мксек

1,5

 

0,8

0,4

 

1,00 мксек

6,0

 

3,0

1,5

 

0,8

0,3

Следует иметь в виду, что если растяжение формы эхо-сигнала по дуге увеличивается с увеличением расстояния от центра экрана,

то размеры формы в радиальном направлении остаются неизмен­ ными по всей площади экрана.

Сравнение радиальных и поперечных размеров полосок говорит

о том, что на блоке «Пальма» в основном характер изображения

определяется прежде всего поперечными размерами полосок (т. е. разрешающей способностью по углу): во-первых, они значительно

больше радиалньых почти на всей площади экрана, а, во-вторых, они

34


изменяются по величине с увеличением расстояния от центра экрана, тогда как радиальные остаются неизменными.

Третьим элементом, характеризующим картину радиолокацион­

ного изображения, является диаметр рисующего пятна. Под диа­

метром рисующего пятна мы будем понимать диаметр минималь­

ного размера отметки, засвечивающего на экране при падении пре­ дельно отфокусированного неподвижного электронного луча.

Принимается, что диаметр рисующего пятна экрана радиолока­

ционной станции «Нептун» равен 0,5 мм, а диаметр рисующего пятна экрана блока «Пальма» равен 0,3—0,4 мм.

Таким образом, точечная цель на экране дает некоторую чечеви­

цеобразную фигуру определенной площади,

которая изменяется в

г =50тМ

г = 60 мм

0,2

г = 10мм

/

 

 

2,2

(для Т=0.25 мн сек)

зависимости

Рис.

16

от местоположения

ее по отношению к центру

экрана. Эту

площадь называют

разрешающей площадью. На

рис. 16 показаны размеры разрешающей площади блока «Пальма» в различных участках экрана для т = 0,25 мк сек.

Кружком на рис. 16 отмечено фактическое положение точечной

цели в разрешающей площади. Следует обратить внимание на то, что точечная цель находится не в центре разрешающей площади, а отступя на половину диаметра рисующего пятна от ближайшей к началу развертки кромки эхо-сигнала.

Мы рассматривали процесс формирования разрешающей пло­ щади в идеализированных условиях. Строго говоря, в электронно-лу­ чевых трубках рисующие пятна бывают некруглой формы. Поэтому

правильно характеризовать размеры пятна двумя параметрами, а не одним диаметром. Кроме того, яркость в рисующем пятне нерав­

номерна, а распределяется по закону, геометрически схожим с нор­ мальным законом, убывая от центра к краям.

Если ось абсцисс принять за радиальное напрвлаение г, ось орди­

нат— за перпендикулярное ей направление W, а по оси аппликат от­ кладывать величину яркости В в рисующем пятне, то получим по­

верхность, которая в теории вероятности называется нормальным

3*

35


распределением функции

от двух

независимых переменных

(рис. 17а).

образуется

путем перемещения во вре­

Разрешающая плошадь

мени; рисующего пятна вдоль абсциссы и ординаты. В результате

получим

сложную фигуру распределения

яркости в

разрешающей

площади

(рис.

176), схожей

с фигурой

композиции нормального

и равномерного

распределения

от двух

независимых

переменных.

Рис. 17

Сечение этой фигуры горизонтальной плоскости дает эллипс По­

этому форма разрешающей площади фактически более овальна,

в ней нет таких прямых углов, как на рисунке. Форма их приблизи­ тельно такая, как показано пунктиром на второй и третьей разре­

шающих площадях (см. рис. 16).

СМЕЩЕНИЕ КОНТУРНЫХ ТОЧЕК РАДИОЛОКАЦИОННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Отдельные участки линии побережья могут иметь самые разно­ образные очертания. Предположим, что в общем случае линия

уреза воды есть некоторая кусочно-гладкая кривая LiL^L^Li. Представим себе, как мы условились раньше, что линия уреза воды

состоит из бесчисленного множества точечных целей. Будем считать, что каждая точечная цель дает на экране эхо-сигнал с соответствую­ щей разрешающей площадью. Для простоты рассуждений пренеб­ режем диаметром рисующего пятна.

В таком случае при движении луча вдоль линии уреза воды вме­ сто каждой точечной цели мы получим некоторую четырехугольную фигуру, площадку, и урез воды на экране будет представлен состоя­

щим из отдельных таких четырехугольных площадок (рис. 18).

Рассмотрим подробнее отрезок кривой L\L2. Из рисунка видно,

что три угла из четырех в каждом четырехугольнике перекрываются соседними четырехугольниками, и только левые передние углы ого­

лены1

(углы,

обращенные в сторону моря). При увеличении числа

 

См. Е. С.

Вентце ль, Теория вероятностей, М., 1958 и П. В. Дунин-

Барковский и Н. В. Смирнов, Теория вероятностей и математическая

статистика в технике, М., 1955.

36


точек до бесконечности, огибающая, проходящая через них, обра­ зует плавную кривую ЛЛ?/2. Эту кривую мы и наблюдаем на экране

вместо кривой L^. Особое место занимает точка Л2. Она изобра­

жается на экране в виде дуги N2L2N2'?

На участке L2L' мы видим, что изображение на экране уже обра­

зуют другие углы, а именно: передние правые, тогда как все осталь­

ные

три угла перекрываются соседними четырехугольниками.

Точка

L3

такая же, как и точка

L2.

 

 

 

 

Из рассмотрения рис. 18 можно сделать следующие выводы.

1) Из-за

наличия

ширины диаграммы направленности картина

уреза

воды на

 

Laискажается.

При

этом

береговая

черта во всех

 

 

 

экране

...),

 

 

 

точках, за

исключением

 

 

 

 

 

особых точек (L2,

 

неко­

 

 

 

 

 

как бы отходит на

 

 

 

 

 

 

торое расстояние от сво­

 

 

 

 

 

его истинного

положения

 

 

 

 

 

по направлению к морю.

 

 

 

 

 

2)

Задача

судоводи­

 

 

 

 

 

теля,

определяющего ме­

 

 

 

 

 

сто судна на картосличи­

тельном устройстве, со­ стоит в том, чтобы наи­

лучшим образом совме­

стить кривую

скривой LiL2L3. ...

3)Для правильного

совмещения этих кривых

необходимо

знать

вели­

 

чину смещения у, т. е.

 

расстояние

по

нормали

 

между кривыми в каж­

 

дой точке.

 

 

 

Рис. 18

 

4) Для расчета смеще­

 

ния у нет необходимости

 

 

рассматривать

всю

пло­

перед-

щадь четырехугольника,

а можно рассматривать лишь ее

нюю сторону,

так

как

фактически радиолокационное

изобра­

жение уреза воды формируется переносом каждой точки уреза воды

по дуге окружности с радиусом

г

на угол р/2.

 

 

Найдем смещение у1. Для этого рассмотрим в увеличенном мас­

штабе

какой-нибудь отдельный участок

кривой, например L3L4

(рис. 19). Возьмем на этом участке точку

L

и проведем через нее ка­

сательнуюL

KLK'

и нормаль к кривой

п.

Угол между

гнормальюN.

и радиусом

г

(лучом радиолокационной станции) обозначим через е.'

Точка

переносится по дуге окружности радиуса

в точку

Нашей1

задачей является определение смещения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MN.

 

В пособии дается приближенное решение вопроса.

37