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
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;
р— ширина диаграммы направленности в горизонтальной пло
скости в градусах;
г— расстояние 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 |
(в |
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