Файл: Проворов К.Л. Радиогеодезия учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 205

Скачиваний: 0

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

работай аналогичный ему по техническим характеристикам радио­ дальномер «Микротейп МС-8».

Серия трехсантиметровых радиодальномеров «Телеметр» выпу­ скается в Польской Народной Республике. Наиболее совершенный из них телеметр GE-10 со взаимозаменяемыми станциями собран на полупроводниковых приборах. Несущая частота 8,8—9,5 ГГц модулируется четырьмя ма'сштабными частотами от 6,0 до 7,5 МГц. Колебание разностной частоты 2 кГц, выделяемое на ведомой стан­ ции, передается на ведущую станцию на поднесущей частоте 120 кГц. Ширина диаграммы направленности параболической антенны соста­

вляет 6°. Путем наклона

рефлектора направление максимума

излу­

чения можно изменять

в вертикальной плоскости в пределах 5°,

не изменяя положения

станции, что создает дополнительные

воз­

можности для ослабления влияния отражений от подстилающей поверхности на результаты измерений. Вес отдельной станции равен 10 кг, потребляемая мощность составляет 32 Вт.

Дальномер GET-A1 («Варидист»), выпускаемый в Венгерской Народной Республике, может работать как в десяти-, так и в трех­ сантиметровом диапазоне. Все масштабные частоты стабилизированы кварцем с частотой 10 МГц. Станции взаимозаменяемы, приемо-пе- редающий блок с антенной можно поднимать на мачту высотой до 15 м. Отсчеты снимаются с цифрового счетчика. Прибор смонти­ рован на транзисторах с применением печатного монтажа. Модель GET-A2 снабжена более мощным клистроном, вследствие чего дальность увеличена до 50 км. В два раза уменьшен вес выносного приемо-передающего блока; длина соединительного кабеля увели­ чена до 20 м.

Совершенным по уровню автоматизации является 'трехсанти­ метровый радиодальномер «Дистомат» (ДІ-50), выпускаемый фирмой Вильд (Швейцария). Процесс измерения состоит в последовательном переключении программного переключателя на блоках управления обеих станций. Расстояние, среднее из 20 наблюдений, приведенное к средним метеорологическим условиям (N = 320), отсчитывается до сантиметров по табло цифрового счетчика. Процесс измерения одним приемом занимает меньше одной минуты. Для ослабления влияния подстилающей поверхности в течение 10 с делаются допол­ нительные отсчеты на других несущих частотах. Разрешение неодно­ значности достигается в пределах 20 км. Передающий блок можно

устанавливать на штатив теодолита,

а также на

мачте, сигнале

и других сооружениях на расстоянии

до 30 м от

индикатора без

снижения точности и дальности действия. Станции взаимозаменяемы и работают синхронно как в отношении несущих, так и измеритель­ ных частот. Несущие частоты 10,2—10,5 ГГц, масштабные — 13,5— 15,0 МГц. Электрическая часть прибора выполнена в виде печатной схемы на полупроводниках. Дальность действия до 150 км.

Трехсантиметровый радиодальномер «Дистаметр», модель 3 (ФРГ) с взаимозаменяемыми станциями, собранными на транзисторах, отличается от других систем наличием антенного разделительного

191


а в случае необходимости измерять линии в прямом и обратном направлениях. Вес отделяемого приемо-передатчика равен 9,5 кг, а индикаторного блока — 14 кг. Каждая станция потребляет не более 80 Вт. Частота несущих колебаний изменяется в пределах 8,6—8,9 ГГц; основная масштабная частота равна 10 МГц. Ориен­ тирование антенной системы и перестройка частоты клистронных

кварцебый

генератор

АПЧ

Частотнь

детектор

Усилитель 83 кГц

Частотный

детектор

Усилитель

1кГц

Фазовый

детектор

Клистрон-

- - I

's.I - -

Клистрон -

Вспомогат.

ньш

ныи

кдарцеоый

генератор ГК

TT генератор

генератор

 

 

 

 

L

Смеситель

 

Смеситель

АПЧ

 

 

 

 

і

УПЧ

 

 

УПЧ

частотный,

 

 

детектор

 

 

 

 

Амплитуд­

 

Амплитуд­

Генератор

ный

 

 

ный

детектор

 

 

детектор

83 кГц

Усилитель

 

Усилитель•оо—Частотный

/кГц

 

 

1кГц

? модулятор

 

 

 

Фазовра-

 

 

Генератор

Фазовый

щатель

 

 

1 кГц

детектор

 

 

 

Усилитель

1кГц

Блок-схема радиодальномера Луч

Рис. 98

генераторов производится с помощью дистанционного управления, осуществляемого с индикаторного блока.

Блок-схема дальномера «Луч» изображена на рис.98, где узлы одной станции показаны в режиме ведущей, а другой — в режиме ве­ домой. Колебания разностной частоты 1 кГц с выхода амплитудного детектора ведомой станции подаются на генератор поднесущейчастоты 83 кГц, которые затем выделяются на ведомой станции с помощью двух частотных детекторов. Синусоидальные сигналы разностной частоты на ведущей станции сравниваются компенсационным спосо­ бом с применением нуль-индикатора. При использовании на ведомой

13 Заказ 129

193


 

станции

частоты

Ft — àF

устанавливают

нулевые

 

показания

 

нуль-индикатора и одновременно смещают начало шкалы фазометра

 

на нулевое деление. Тогда при работе на частоте Fx -f- AF в момент

 

нулевого показания нуль-индикатора отсчет

по шкале

будет равен

 

— (А +—А~),

если

шкала

разбита на 50 делений, как

это сделано

 

в радиодальномере

«Луч».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сравнение частот модуляции ведущей и ведомой станций про­

 

изводится

так же, как и в радиодальномере

MRA-1, — с помощью

 

вспомогательного

генератора

колебаний

частоты

1 кГц. Но

само

 

сравнение выполняется не по наблюдениям эллипса на экране

элек­

 

тронно-лучевой трубки, а по колебаниям стрелочного

 

прибора,

 

которые совершаются с частотой биений колебаний

вспомогательного

 

генератора

и разностной частоты. При равенстве указанных низко­

 

частотных

колебаний стрелка

прибора

остается

неподвижной.

 

В связи с недостаточной стабильностью частоты

клистронных

 

генераторов в дальномере применена система автоматической под­

 

стройки частоты (АПЧ), представляющая собой усилитель постоян­

 

ного тока, вход которого соединен с частотным детектором, а выход —

 

с отражателем клистрона. При несоответствии разностной частоты

 

клистронных генераторов станций резонансной частоте УПЧ на

 

выходе частотного детектора возникнет постоянное напряжение,

 

которое через усилитель постоянного тока поступает на отражатель

 

клистрона,

изменяя его частоту до тех пор, пока

разность частот

 

клистронных генераторов не сравняется с резонансной частотой УПЧ .

 

Система АПЧ обычно включается на ведомой станции только на

 

период

отсчета по

фазовращателю.

 

 

 

 

 

 

 

 

Пределы дальности измерения большинства современных

моделей

I

десяти-

и

трехсантиметровых

радиодальномеров

одного

 

порядка:

і

от 50—200 м до 40—60 км. Исключение представляют

«Электро-

і

тейп», «Дистомат»

и «Дистаметр», для которых наибольшая

даль­

 

ность в 2—2,5 раза больше. Точность измерения

линий

трехсанти-

1

метровым

дальномером

приблизительно

составляет [(1 — 3) см +

 

-f- (2 -4 4) • 10"eD]

см,

тогда

как десятисантиметровым

 

радиодаль­

 

номером [(3 - ^ 5 ) с м +

(3 4- 5)-10"e D] см. Преимуществом

трехсан­

 

тиметровых дальномеров является значительно меньшее влияние

 

подстилающей поверхности. Если для десятисантиметрового диапа­

 

зона около 7% измеренных линий содержат значительные искажения

 

за счет подстилающей поверхности, то для трехсантиметрового

 

диапазона

такие случаи

составляют редкое

исключение.

 

 

 

,Многолетний опыт показал, что в массовых работах точность

радиодальномерных измерений не ниже 1 : 100 000, а при соблюдении

. некоторых

мер предосторожности

можно обеспечить стабильную

точность не

ниже 1 : 200 000.

Использование

в качестве

несущих

\ колебаний

с длиной волны

8 мм

позволяет

исключить

влияние

і подстилающей поверхности на результаты измерений и резко умень­ шить зависимость поправки прибора от длины волны несущего колебания. Восьмимиллиметровые радиодальномеры по точности

194


измерений уступают светодальномерам только вследствие более сильного влияния влажности на скорость распространения радио­ волн, по сравнению со световыми волнами.

Г л а в а I X РАДИОГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

§ 27. РАДИОВЫСОТОМЕР РВТД

Радиовысотомер РВТД (радиовысотомер топографический деци­ метрового диапазона) разработан ЦНИИГАиК в 1957 г.* для изме­ рения высоты фотографирования при аэрофотосъемке. Этот дально­ мер импульсного типа, построен по принципу активной радиолокации с пассивным ответом, — отражателем служит поверхность Земли. Радиовысотомер РВТД является усовершенствованной конструк­ цией аэронавигационного радиовысотомера больших высот (РВ-10) и отличается от него повышенной мощностью излучения в импульсе, увеличением цены деления отсчетной шкалы и рядом особенностей, рассчитанных на применение дальномера при аэрофотосъемке.

Радиовысотомер работает на несущей частоте 440

МГц (К =

= 68 см); длительность импульса 0,4 мкс, частота

повторения

импульсов около 16 кГц. Мощность в импульсе 500 Вт. РВТД пи­ тается энергией от бортовой сети самолета напряжением 27 В, потребляемая мощность около 500 Вт. Индикатором служит экран электронно-лучевой трубки с круговой разверткой и шкалой, проградуированной в единицах расстояния от 0 до 500 м. Шкала рас­ считана для стандартной скорости распространения радиоволн,

равной 299 763 км/с. Средняя квадратическая ошибка

измерения

ІІЫСОТЫ в равнинно-холмистых и песчаных районах ±1,2

м; в горных

(не скалистых) районах ± 2 м. Вес радиовысотомера в

укладочном

ящике 70 кг.

 

На рис. 99 изображена блок-схема радиовысотомера. Кварцевый генератор передатчика, вырабатывающий синусоидальное напряже­ ние частоты 99 921 Гц, обеспечивает синхронность работы радиопе­ редатчика и индикаторного блока. Напряжение генератора подво­ дится к импульсному каскаду, где оно преобразуется в кратковре­ менные импульсы положительной полярности (рис. 100). Полученные импульсы подаются на блокинг-генератор, с помощью которого осуществляется деление частоты их следования на 6. С выхода делителя частоты импульсы поступают в модулятор, где под их действием происходит формирование прямоугольных видеоимпульсов положительной полярности длительностью около 0,4 мкс с ампли­ тудой 950 В. Видеоимпульсы модулятора поступают на генератор

* Н и ж е дается

описание радиовысотомера В Р Т Д - А , являющегося видоиз­

мененной моделью

радиовысотомера Р В Т Д .

13*

195


ультравысокои частоты, который в течение длительности

импульсов

модулятора вырабатывает

 

радиоимпульсы

с частотой

заполнения

440

МГц, подводимые к укрепленной под фюзеляжем или под крылья­

ми

самолета

антенне — полуволновому

вибратору.

Диаграмма

направленности

антенны

ориентирована в сторону Земли и имеет

ширину

около

120°.

 

 

 

 

 

 

 

^ Радиопередатчик

Индикатор Радиоприемник

 

Т

 

Генератор

Модуляторі-,

 

 

 

 

 

Гетеродин

Смеситель

 

 

УВЧ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Делитель

 

Усилитель

МАЗП

Усилитель

 

 

 

частоты след:

развертки

промежуточ.

 

 

 

импульсов

 

 

 

частоты

 

Выпрями­

Импульсный

 

Утроитель

Усилитель

Детектор

 

тель

каскад

 

частоты

импульсов

 

 

подсвета

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бариевый

 

Видеоуси­

Линия

Видеоуси­

 

 

 

генератор

 

литель

задержки

литель

 

 

 

 

 

Р и с . 99

 

 

 

 

На

приемную антенну,

устроенную

аналогично

передающей

и расположенную в 2,5—4 м от нее, поступают отраженные от по­ верхности Земли радиоимпульсы и часть энергии зондирующих

норр9жение на выходе-

 

 

кварцевого генератора

 

на выходе приемника,

 

 

импульсного каскада,

 

на выходе гетеродина,

 

V W W \ / ^ V W W W W V W V W V \ A / ^

модцлятипіі

 

на выходе УПЧ,

л л д л л л л л

 

генератора VH'IÀ

è

 

КГ

на выходе детектора

 

\7

Рис . 100

 

импульсов. Прямой и отраженный радиоимпульсы с приемной антенны поступают на смеситель, на который одновременно подаются гармонические колебания гетеродина с частотой 380 МГц. Так как контур смесителя настроен на частоту 60 МГц, то радиоимпульсы на его выходе появляются только в моменты прихода прямых или отраженных импульсов, имеющих частоту 440 МГц. Радиоимпульсы с разностной частотой заполнения 60 МГц усиливаются шестика-

196