«Чайка» система «Тропик-2»

Информация, так или иначе связанная с радио, но не подходящая в существующие разделы
Сообщение
Автор
Аватара пользователя
EU1WW
Сообщения: 176
Зарегистрирован: 12 фев 2018 12:55
Откуда: MINSK

«Чайка» система «Тропик-2»

#1 Непрочитанное сообщение EU1WW » 27 апр 2018 16:50

«Чайка» система «Тропик-2» - импульсно-фазовая радионавигационная система длинноволнового диапазона, предназначенная для определения координат самолётов и кораблей с погрешностью 50-100 м. Система была разработана в 1958 году по заказу ВВС СССР и является российским аналогом американской системы Loran-C. Главный конструктор Э. С. Полторак.

Передатчики ИФРНС «Чайка»
Существует 5 цепочек «Чайки»:
GRI 8000 — Европейская цепь (1969, РСДН-3/10) «Тропик-2»
GRI 7950 — Восточная цепь (1986, РСДН-4) «Тропик-2В»
GRI 5980 — Российско-Американская цепь в Беринговом море (1995—2010) — с созданием которой, собственно и появилось название «Чайка».
GRI 5960 — Северная цепь (1996, РСДН-5) «Тропик-2С»
GRI 4970 — Северозападная цепь (РСДН-5) «Тропик-2С»
А также Северо-Кавказская (ведомая станция № 2 Цхакая/Сенаки), Южно-Уральская (GRI 5970), Сибирская, Ангарская, Саянская, Забайкальская, Дальневосточная цепи построенные на базе маломощных мобильных станций РСДН-10. («Тропик-2П»).

Настоящая публикация является очередной статьей из серии, посвященной проблемам современного состояния радионавигации в мире.
Радионавигационные системы (РНС) предназначены для определения местоположения движущихся и неподвижных воздушных, морских, наземных и космических объектов различного назначения. Кроме основной задачи РНС могут обеспечивать потребителей информацией о точном времени, параметрах движения (скорость, путевой угол, пройденный путь, взаимное расположение движущихся объектов и т.д.), а также осуществлять контроль за их перемещением.
В нашей стране разработан и эксплуатируется целый ряд РНС: спутниковая РНС «ГЛОНАСС», импульсно-фазовая РНС (ИФРНС) с наземным базированием «ЧАЙКА», многочастотная фазовая разностно-дальномерная система навигации для судовождения «МАРС-75», многочастотная разностно-дальномерная локационно-навигационная система «БРАС-З», разностно-дальномерная система ближней навигации РСБН, дальномерная фазовая радиогеодезическая система «КРАБИК-З», единая система посадки летательных аппаратов «ПЛАЦДАРМ», радиомаяки и другие РНС.

В США несколько ранее были созданы аналогичные системы. В частности, основными радионавигационными системами США являются спутниковая РНС GPS (NAVSTAR), ИФРНС LORAN-C, азимутальная система ближней навигации VOR, дальномерная система ближней навигации DME, тактическая азимутально-дальномерная система TACAN, аэродромные системы посадки метрового (ILS) и микроволнового (MLS) диапазонов, радиомаяки.

Принцип действия, тактико-технические характеристики, области применения основных зарубежных и отечественных РНС, а также основные направления их совершенствования были рассмотрены в опубликованной ранее статье (Бабокин Е.И. и др. «Радионавигационное обеспечение России на пороге XXI века». - «Технологическое оборудование и материалы», 1997, № 12).

В предлагаемой публикации рассматриваются современное состояние и режимы использования ИФРНС LORAN-C и «ЧАЙКА», их потенциальные возможности в решении задачи улучшения качества навигационно-временного обеспечения потребителей и повышения целостности и доступности радионавигационных систем.


Современное состояние ИФРНС LORAN-C и «ЧАЙКА»

Разработка импульсно-фазовых, разностно-дальномерных радионавигационных систем с наземным базированием LORAN-C и «ЧАЙКА» была начата практически одновременно в конце 40-х и начале 50-х гг. по заказам военных ведомств США и СССР. Первоначально обе системы предназначались для навигационного обеспечения ударных сил авиации и военно-морского флота при решении ими боевых задач.

Высокие тактико-технические характеристики этих систем (см. таблицу) предопределили, начиная с 70-х гг., их массовое применение гражданскими потребителями подавляющего большинства стран мира для решения хозяйственно-экономических задач.

Благодаря последовательной модернизации, направленной на повышение качественных характеристик и надежности излучаемого сигнала, на улучшение эксплуатационных показателей передающего оборудования, аппаратура передающих станций РНС LORAN-C и «ЧАЙКА» соответствует современному уровню развития радиоэлектроники, причем большинство станций РНС LORAN-C могут работать в полуавтоматическом режиме и на них требуется присутствие лишь дежурного оператора.

В настоящее время ИФРНС LORAN-C продолжает обеспечивать навигацию гражданских и некоторых видов военных потребителей различных государств в море, воздухе и на суше. В мире в эксплуатации находятся 26 цепей РНС LORAN-С, каждая из которых содержит от 3 до 5 станций; некоторые станции работают дновременно в двух цепях.

Рабочие зоны цепей РНС LORAN-C перекрывают территории США и Канады и почти все побережье Североамериканского континента, Северную Атлантику, Скандинавию и Западную Европу, Северное и Норвежское моря, атлантическое побережье Франции и Восточную Атлантику, Средиземное море, центральный и северо-западный районы Тихого океана, большую часть побережья КНР, весь Аравийский полуостров, районы Ближнего Востока, Красного моря, Персидского залива, залив Аден, часть побережья Индии. Общая площадь рабочих зон цепей РНС LORAN-C превышает 95 млн кв. км.

В России в рабочей эксплуатации находятся четыре цепи системы «ЧАЙКА»:

- Европейская, в составе пяти станций, три из которых расположены в районах городов Брянск (ведущая), Петрозаводск, Сызрань (Россия) и две - за пределами России - Слоним ( Республика Беларусь) и Симферополь (Украина);

- Восточная, в составе четырех станций, расположенных в районах городов Александровск-Сахалинский (ведущая), Петропавловск-Камчатский, Уссурийск и Охотск;

- на Севере России функционируют две цепи в составе пяти станций, расположенных в районах г. Дудинка (ведущая), пос. Таймылыр, о. Панкратьева, г.Инта (ведущая-ведомая) и п. Туманный, причем три станции одновременно работают в обеих цепях.

Общая площадь рабочих зон всех цепей РНС «ЧАЙКА» составляет около 20 млн кв. км.

Кроме того, в России имеются региональные цепи ИФРНС средней мощности.

Завершены работы по созданию объединенной российско-американской цепи «ЧАЙКА»/LORAN-C в составе двух российских станций в районах городов Петропавловск-Камчатский и Александровск-Сахалинский и одной американской станции LORAN-C на о. Атту (США).

PHC LORAN-C остается самой распространенной системой с наземным базированием: количество ее потребителей в мире в 1997 г. составляло около 1,3 млн, причем более половины находятся в США (морские - около 500 тыс., авиационные - около 130 тыс., наземные - около 30 тыс.)

К сожалению, номенклатура и объем выпускаемой отечественной приемоиндикаторной аппаратуры PHC «ЧАЙКА» в настоящее время недостаточны для удовлетворения требований многочисленных потребителей. По уровню технических решений отечественная приемоиндикаторная аппаратура не уступает зарубежной, однако ее элементная база отстает от зарубежного уровня. В настоящее время ведутся разработки новых образцов отечественных приемоиндикаторов PHC «ЧАЙКА»/LORAN-C.

Принцип действия и режимы использования сигналов ИФРНС LORAN-C и «ЧАЙКА»

Передающие станции ИФРНС LORAN-C и «ЧАЙКА», излучающие группы (пачки) из восьми («ведомые» станции) или девяти («ведущие» станции) импульсов на несущей частоте 100 кГц, объединены в цепи - группы станций, излучающих синхронизированные импульсные сигналы с одинаковой частотой повторения.

Каждая цепь состоит из одной «ведущей» и двух-четырех «ведомых» передающих станций.

Интервалы повторения пачек импульсов используются для опознавания цепей и уменьшения взаимных помех между ними. Значения интервалов повторения пачек изменяются от 40 000 до 99 990 мкс с дискретом 10 мкс.

Классическим режимом использования сигналов ИФРНС является стандартный разностно-дальномерный (гиперболический) режим.

Этому режиму свойственны ограничения по точности и размерам рабочей зоны, обусловленные геометрическим фактором, зависящим от взаимного расположения передающих станций и потребителей. Поэтому в зависимости от задач и требований потребителей получили широкое распространение и другие режимы использования сигналов ИФРНС, а именно: режим работы с функционально равноценными станциями, дальномерный, дифференциальный режимы, режим одновременной работы со смежными цепями.

Режим работы с функционально равноценными станциями реализуется в бортовой аппаратуре потребителей с помощью специальных алгоритмов и позволяет повысить точность местоопределения. В данном случае ведущая станция рассматривается в алгоритме обработки сигналов как обычная ведомая.

При наличии на борту потребителя высокостабильного опорного генератора частоты можно обеспечить повышение точности и надежности местоопределений.

При использовании метода одновременной работы со смежными цепями (объединенные цепи) возможны два варианта обработки информации. В первом варианте одну гиперболу получают с помощью пары станций одной цепи, а другую - с помощью пары станций другой цепи. Во втором варианте в бортовой аппаратуре используется алгоритм обработки, при котором одна гипербола получается путем измерения разности времен приема сигналов пары станций одной цепи, а другая создается «искусственно» с помощью пары станций двух смежных цепей. Режим работы со смежными цепями позволяет существенно повысить точность местоопределений и расширить рабочие зоны. Этот режим широко используется в США и Европе благодаря работе ряда станций одновременно в двух цепях (в двойном режиме).

Значительного (в 4-5 раз) повышения точности ИФРНС можно достичь, используя дифференциальный метод, к сожалению, лишь в локальных районах рабочей зоны. Этот метод основан на использовании мониторинга сигналов РНС LORAN-C/«ЧАЙКА» в фиксированной точке рабочей зоны с известными географическими координатами, благодаря чему разность времен ( TD - time difference), определяемая приемоиндикатором контрольной станции, сравнивается с разностью времен, вычисляемой для этой точки. Результат сравнения этих данных дает поправку на распространение радиоволн, которая автоматически передается потребителям. Реализация дифференциального режима в системах LORAN-С/«ЧАЙКА» позволяет повысить точность местоопределения до 10-50 м в радиусе до 150-200 км от станции передачи поправок.

ИФРНС ЛОРАН-С и «ЧАЙКА» как компоненты интегрированного радионавигационного поля

Ни одна из существующих систем не является универсальным навигационным средством. Каждая из систем GPS/«ГЛОНАСС» или LORAN-С/«ЧАЙКА» обладает определенными преимуществами и недостатками, о которых, в частности, говорилось в опубликованной ранее статье. Отметим лишь, что по сравнению со спутниковыми РНС импульсно-фазовые значительно экономичнее: сравнение затрат на одного потребителя в год показывает, что для РНС GPS и LORAN-C они отличаются более чем на порядок, а именно: при количестве потребителей в 1 млн затраты на каждого составили: для GPS - около 250 долл. (данные 1991 г.), а для системы LORAN-C - лишь 17 долл. (данные 1995 г.). При этом известно, что за период (1991-1995 гг.) затраты на РНС GPS возросли вдвое. Отечественный и зарубежный опыт создания и эксплуатации РНС различного типа показал, что совершенствование каждой отдельной из систем связано со значительными затратами средств и в отдельных случаях имеет принципиальные ограничения. Для создания глобального радионавигационного поля, позволяющего с требуемой достоверностью и доступностью обеспечить любому потребителю необходимую радионавигационную информацию, рациональнее комплексно использовать возможности, представляемые различными навигационными системами. Использование РНС LORAN-C/«ЧАЙКА» в качестве компонентов глобального интегрированного радионавигационного поля будет способствовать как улучшению рабочих характеристик этих систем, так и повышению целостности и доступности систем GPS/«ГЛОНАСС».

Одним из путей решения этой задачи является формирование рабочих зон на основе объединения радионавигационных полей отдельных цепей ИФРНС, так как основными причинами, ограничивающими использование потребителями систем «ЧАЙКА» и LORAN-C, являются автономность и ограниченность их рабочих зон, отсутствие единого непрерывного радионавигационного поля. Наличие районов, где отсутствуют рабочие зоны этих систем, снижает безопасность судовождения и полетов авиации, а также эффективность решения ряда других хозяйственно-экономических задач.

Решение этой проблемы может быть осуществлено путем строительства новых (дополнительных) станций или объединения существующих станций в новые (объединенные) цепи. Первый путь требует значительных финансовых затрат и не всегда является рентабельным. Второй подход к решению проблемы формирования дополнительных рабочих зон путем объединения радионавигационных полей систем «ЧАЙКА» и LORAN-C представляет собой интеграцию систем с целью создания единого непрерывного радионавигационного поля и более перспективен.

Совместное использование систем «ЧАЙКА» и LORAN-C открывает новые перспективы в направлении улучшения качества навигационно-временного обеспечения не только в Европе и на Дальнем Востоке, но и в других регионах мира, где работают или могут быть установлены новые цепи передающих станций «ЧАЙКА»/LORAN-C. Примерами таких объединенных цепей являются системы «ЧАЙКА»/LORAN-C на Дальнем Востоке, Северо-Западная европейская система LORAN-C (NELS) и другие цепи в Европе и США.

За рубежом уже создана приемоиндикаторная технология, позволяющая реализовать возможности интегрированного радионавигационного поля многих объединенных цепей ИФРНС. В России также ведется разработка отечественного интегрированного приемоиндикатора, работающего по сигналам систем «ГЛОНАСС», «ЧАЙКА», GPS и LORAN-C.

Такие приемоиндикаторы обрабатывают обычно от 20 до 40 сигналов одновременно, хотя для определения местоположения необходима и достаточна обработка сигналов минимум от трех передатчиков LORAN-C. Благодаря объединению цепей ИФРНС и внедрению современной приемоиндикаторной технологии возможно получение рабочей зоны, близкой к глобальной.

Другим направлением совершенствования существующей инфраструктуры РНС LORAN-C/«ЧАЙКА» является возможность использования ее в качестве мощного системного усиления для спутниковых систем GPS, GNSS, «ГЛОНАСС».

Несмотря на то, что многие потребители удовлетворены высокой точностью GPS, существует необходимость в повышении ее целостности и доступности, так как спутниковые системы сами по себе не могут обеспечить целостность и доступность, необходимые для сертификации их в качестве единственного средства навигации воздушных потребителей.

Под целостностью (достоверностью) РНС понимается способность системы обеспечивать получение потребителями координатно-временной информации с заданным качеством. Одним из направлений повышения целостности является введение избыточного контроля (определения и устранения неисправностей или автономного мониторинга целостности в приемоиндикаторе - RAIM) и создание станций наземного и космического базирования для улучшения рабочей зоны (DGPS, WAAS, LAAS).

Доступность системы есть вероятность того, что в любое время и в любой точке рабочей зоны навигационная система обеспечивает потребителя информацией, достаточной для определения местоположения с требуемой точностью. Традиционно доступность определяется как процент времени, в течение которого система надлежащим образом функционирует в заданном режиме. Днем GPS доступна обычно более чем на 90 %, но в ряде случаев этого недостаточно.

На сегодняшний день с целью повышения достоверности и доступности GPS реализована интеграция GPS с барометрическим альтиметром и с инерциальными системами, что представляет собой только решение проблем, связанных с доступностью при полетах по маршруту, на океанских трассах и в отдаленных районах, где необходимо время порядка десятков минут.

Однако для выполнения таких операций, как неточный подход к аэропорту, необходимо время порядка нескольких минут. При этом требуется надежное обеспечение очень высоких показателей целостности и доступности навигационной системы (уровень доступности должен быть не ниже 99,9998 %). Ни одна из систем в отдельности не обеспечивает таких высоких показателей.

Совместное использование наземных ИФРНС и космических РНС позволяет создать интегрированную радионавигационную систему, превосходящую по своим техническим характеристикам каждую из входящих в нее систем. Так, создание интегрированного радионавигационного поля на основе системы GPS, дополненной системой LORAN-C, обеспечивает уровень доступности и достоверности сигнала, превышающий 99,9998 %. Сохранение в эксплуатации систем с наземным базированием LORAN-С/«ЧАЙКА» фактически позволит решить проблемы доступности и целостности спутниковых радионавигационных систем.

Примером еще одного направления использования систем LORAN-C/ «ЧАЙКА» являются работы по созданию системы EUROFIX (Нидерланды), представляющей собой комплексную систему обслуживания, использующую сигнал РНС LORAN-C для передачи дифференциальных поправок и другой достоверной информации потребителям системы GPS или другой спутниковой системы на большие расстояния.

Аналогичная концепция заложена в систему LAGPS (Loran Augmentated GPS), которая разрабатывается в США и представляет собой РНС GPS, дополненную системой LORAN-C.

Передача дифференциальной информации по каналу РНС LORAN-C осуществляется непрерывно посредством модуляции 6 из 8 импульсов в пачке РНС LORAN-C. При этом значительно увеличиваются непрерывность и доступность поправок. Кроме того, имеет место процесс взаимного повышения качества навигационных определений, так как, когда дифференциальная система DGPS доступна, точное местоопределение используется для калибровки LORAN-C. Если DGPS недоступна, потребитель может продолжать местоопределение с помощью LORAN-C.

При использовании существующей инфраструктуры РНС LORAN-C для передачи дифференциальных поправок системы GPS обеспечивается канал связи с высокой доступностью, надежностью и рабочей зоной, перекрывающей всю территорию США и Западной Европы. В России также ведется разработка системы передачи дифференциальных поправок РНС «ГЛОНАСС» по навигационному каналу РНС «ЧАЙКА».

Заключение

Высокие технические характеристики импульсно-фазовых РНС «ЧАЙКА» и LORAN-C и относительно небольшие эксплуатационные системные расходы предопределяют их эффективное применение в настоящем и будущем.

Импульсно-фазовые РНС являются эффективным дополнением для спутниковых навигационных систем, гарантируя повышение доступности и целостности, при этом наиболее перспективным является сочетание спутниковых систем GPS/«ГЛОНАСС», что и учтено в Федеральной целевой программе по использованию спутниковой системы «ГЛОНАСС» в интересах гражданских потребителей.

Развитие РНС «ЧАЙКА» и LORAN-C как компонентов глобального интегрированного радионавигационного поля осуществляется по следующим основным направлениям:

- продолжение использования каждой из этих систем в качестве самостоятельного навигационного средства при одновременном создании расширенных рабочих зон за счет объединения цепей;

- интегрирование РНС «ЧАЙКА» и LORAN-C при создании объединенных региональных и международных цепей;

- интегрирование систем «ЧАЙКА» и LORAN-C со спутниковыми РНС ГЛОНАСС и GPS.

Мачта антенны военного радиопередатчика дальней радионавигации в поселке Боганида 462 метров.

Мачта антенны военного радиопередатчика дальней радионавигации состоит из 57 секций по 8 метров каждая и располагается на берегу Боганидского озера.
Передаёт радиосигналы в диапазоне длинных волн, предназначенные для определения собственного местонахождения самолётов и военных кораблей с точностью 50...100 метров.
Является частью навигационной системы "Чайка". Входит в Северную цепь радиопередатчиков GRI 5960.
Мощность радиопередатчика: 1200 кВт
Несущая частота передачи: 100 кГц
493-я система ДРН кадра.
Обслуживается силами гарнизонной войсковой части № 21242, находящейся здесь же.

Стояла теплая августовская погода, почти не было ветра, заранее договорились с начальником воинской части по проведению планового осмотра с отключением передатчика 1200кВт , выехали на объект. По приезду на объект расписались в журнале по ТБ и пошли на подъем.
Ветер усилился, пошла вибрация по вышке и меня начало подташнивать, продолжаем подъем. Вид с вышки потрясный, можно сидеть там и наблюдать, как проплывают облака, проходят поезда, это очень успокаивает нервы, единственная проблема это ветер.
Подъем и работы занимают 6 часов, спуск 1:30. Это самый высокий объект который доводилось посещать. Получена масса новых впечатлений, правда болели мозоли на руках и мышцы на ногах, но это стоит того!
Вложения
Уже метров 310. Крутые штуки2.jpg
Уже метров 310. Крутые штуки2.jpg (231.63 КБ) 206 просмотров
Уже метров 310. Крутые штуки.jpg
Уже метров 310. Крутые штуки.jpg (211.84 КБ) 206 просмотров
Покоряя высоту..jpg
Покоряя высоту..jpg (160.18 КБ) 206 просмотров
Пока поднимались наверх, заодно заменили несколько вот таких светодиодных ламп.jpg
Пока поднимались наверх, заодно заменили несколько вот таких светодиодных ламп.jpg (120.52 КБ) 206 просмотров
Поднимаемся еще выше. Если верить показаниям Gps, высота уже где-то около 250 метров.jpg
Поднимаемся еще выше. Если верить показаниям Gps, высота уже где-то около 250 метров.jpg (178.13 КБ) 206 просмотров
Первые 100 метров. Подъем пока нормальный.jpg
Первые 100 метров. Подъем пока нормальный.jpg (225.87 КБ) 206 просмотров
Опоры грузового лифта, ныне недействующего. Теперь все грузы поднимаются наверх только на себе.jpg
Опоры грузового лифта, ныне недействующего. Теперь все грузы поднимаются наверх только на себе.jpg (196.35 КБ) 206 просмотров
Одна из растяжек.jpg
Одна из растяжек.jpg (232.82 КБ) 206 просмотров
На фото релейная станция.jpg
На фото релейная станция.jpg (247.31 КБ) 206 просмотров
Мачта антенны военного радиопередатчика Дальней радионавигации.jpg
Мачта антенны военного радиопередатчика Дальней радионавигации.jpg (103.09 КБ) 206 просмотров
Люди (фокусное расстояние 70 и 300 мм)2.jpg
Люди (фокусное расстояние 70 и 300 мм)2.jpg (161.59 КБ) 206 просмотров
Люди (фокусное расстояние 70 и 300 мм).jpg
Люди (фокусное расстояние 70 и 300 мм).jpg (233.42 КБ) 206 просмотров
И снова вертикальная лестница, снова ступеньки. Пора спукаться вниз.jpg
И снова вертикальная лестница, снова ступеньки. Пора спукаться вниз.jpg (196.96 КБ) 206 просмотров
Всегда удивлялся как ставят такие громадины. Там только одна растяжа весит 120тонн..jpg
Всегда удивлялся как ставят такие громадины. Там только одна растяжа весит 120тонн..jpg (150.14 КБ) 206 просмотров
Вон где-то там дымит Норильск.jpg
Вон где-то там дымит Норильск.jpg (115.11 КБ) 206 просмотров
Вид сверху2.jpg
Вид сверху2.jpg (214.42 КБ) 206 просмотров
Вид сверху1.jpg
Вид сверху1.jpg (178.64 КБ) 206 просмотров
Вид сверху 9.jpg
Вид сверху 9.jpg (167 КБ) 206 просмотров
Вид сверху 7.jpg
Вид сверху 7.jpg (159.54 КБ) 206 просмотров
Вид сверху 6.jpg
Вид сверху 6.jpg (145.93 КБ) 206 просмотров
Вид сверху 5.jpg
Вид сверху 5.jpg (238.38 КБ) 206 просмотров
Вид сверху 4.jpg
Вид сверху 4.jpg (272.3 КБ) 206 просмотров
Вид сверху 3.jpg
Вид сверху 3.jpg (195.53 КБ) 206 просмотров
Вид сверху  13.jpg
Вид сверху 13.jpg (189.35 КБ) 206 просмотров
Вид сверху  12.jpg
Вид сверху 12.jpg (138.49 КБ) 206 просмотров
Вид сверху  11.jpg
Вид сверху 11.jpg (130.36 КБ) 206 просмотров
Вид сверху  10.jpg
Вид сверху 10.jpg (174.59 КБ) 206 просмотров
Вид сверху  8.jpg
Вид сверху 8.jpg (171.48 КБ) 206 просмотров
Вид на башню с крыши дома на удалении 26 км.jpg
Вид на башню с крыши дома на удалении 26 км.jpg (175.05 КБ) 206 просмотров
вертикальная лестница.jpg
вертикальная лестница.jpg (272.67 КБ) 206 просмотров
Вдалеке виден портовый город Дудинка. Расстояние 26 км, увеличение 300мм.jpg
Вдалеке виден портовый город Дудинка. Расстояние 26 км, увеличение 300мм.jpg (114.93 КБ) 206 просмотров
boganidskaya_radiomachta.jpg
boganidskaya_radiomachta.jpg (35.48 КБ) 206 просмотров

Ответить