СПУТНИКОВАЯ НАВИГАЦИЯ
| 1.1 ТРЕБОВАНИЯ К НАВИГАЦИОННОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ МОРСКИХ СУДОВ Надежное навигационное обеспечение судов имеет серьёзное значение для безопасности их плавания, предотвращения и эффективной эксплуатации экологических бедствий. Специфика работы морского, речного и рыбопромыслового флотов определяет необходимость применения таких средств навигации, каковые бы с минимумом затрат обеспечили удовлетворение современных и перспективных требований, предъявляемых потребителями в любом районе Земного шара. Особенную значимость вопросы надежного, точного контроля за положением судна покупают при плавании в прибрежной территории, на подходных дорогах, в узкостях, каналах и на акваториях портов, где последствия аварии судна в громадной степени связаны с риском загрязнения экологии. Для удовлетворения современных требований к навигационному обеспечению судоходства внедряются как следует новые средства судовождения, а также спутниковые навигационные совокупности (СНС). |
| В принятой Интернациональной Морской Организацией (ИМО) в 1983 г. Резолюции А.529(13) находятся стандарты точности судовождения, каковые определяют требования, удовлетворяющие потребности неспециализированной навигации. Наряду с этим районы плавания для судов, следующих со скоростью до 30 узлов подразделяются на две главные территории: · прибрежные районы и открытое море; · подходы к портам и портовые воды, и узкости, в которых ограничена свобода маневрирования судов. В первой территории точность судовождения должна быть не хуже 4% от расстояния до ближайшей навигационной опасности, с максимумом в 4 мили при громаднейшем допустимом промежутке времени от момента последней обсервации. Во второй территории точность регламентируется принятой в 1995г. Резолюцией ИМО А.815(19) по Глобальной Радионавигационной Совокупности (ВРНС) и эта точность не должна быть хуже 10 м с возможностью 95%. |
| Отображаемая на дисплее информация о расположении судна обязана обновляться с промежутком не более 10 с. Но, в случае, если информация о расположении судна употребляется для яркого управления судном, либо в электронных картах судовых электронных картографических совокупностей, то в этих обстоятельствах обновление информации должно осуществляться с промежутком не более 2 с. В Резолюции ИМО А.815(19) выяснены требования к эксплуатационным чертям ВРНС , и порядок их признания со стороны ИМО. Главными эксплуатационными чертями радионавигационных совокупностей, каковые употребляются для их оценки, являются точность, доступность, надежность, дискретность обсервации, рабочая зона и целостность. В данной Резолюции выделено, что признание ИМО ВРНС будет означать, что она отвечает интернациональным требованиям и может обеспечить их исполнение. Приемная аппаратура (ПА) ВРНС на данный момент не есть конвенционной, т.е. необходимой к установке на судах. одобрения типа и Проблема выбора ПА ВРНС будет иметь важное значение по окончании принятия ИМО решения о включении ПА РНС в качестве необходимого технического средства навигационного обеспечения на судах. |
| В соответствии с требованиями Интернациональной Конвенции по охране людской судьбе на море (СОЛАС), совместным ответом Департамента морского транспорта Минтранса России (Росморфлот) и Государственного стандарта России от 22 ноября 1993 г. No 28/2251 О порядке одобрения типов навигационной и радиосвязной аппаратуры, устанавливаемой на судах морфлота России, была введена необходимая сертификация приемной аппаратуры РНС. Аппаратура проверяется на соответствие Технико-эксплуатационным требованиям (ТЭТ), созданным на базе Стандартов Интернациональной Электротехнической Рабочей группе (МЭК). На данный момент приняты и действуют следующие Западные Стандарты: 1. МЭК 1075 и Резолюция ИМО А.818(19) для ПА РНС Лоран-С/Чайка 2. МЭК 1135 и Резолюция ИМО А.816(19) для ПА РНС Декка 3. МЭК 1110 для ПА РНС Омега. 4. МЭК 1108-1 и Резолюция ИМО 819.(19) для ПА СНС GPS. 5. МЭК 1108-3 для совмещенной ПА ГЛОНАСС/GPS. 6. Резолюция ИМО MSC.64(67) для дифференциальной приемной аппаратуры GPS/ГЛОНАСС. Помимо этого, Росморфлотом одобрены национальные отраслевые Стандарты: · № ДМТ-29/53-41 для ПА GPS; · № ДМТ-29/53-49 для совмещенной ПА GPS/ГЛОНАСС; · № ДМТ-29/53-51 для дифференциальной ПА GPS/ГЛОНАСС; Аппаратура, устанавливаемая на судах морфлота РФ обязана соответствовать требованиям этих Стандартов. |
| Диапазон навигационных требований для неспециализированного мореплавания изменяется от минимальных, предъявляемых к судовождению малых судов, до более высоких, каковые нужны для навигации громадных судов, где нужно применять совокупности, снабжающие высокую степень точности, надежности, целостности и доступности. Помимо этого, существует категория потребителей, для которых использование точной совокупности радионавигации обеспечит получение громадного экономического результата и стремительную окупаемость затрат на ПА РНС. На данный момент самый полно удовлетворяют требованиям к навигационному обеспечению cудоходства СНС GPS и Глонасс при применении в штатном и дифференциальном режимах работы. Главными преимуществами этих совокупностей при применении сигналов стандартной точности в штатном режиме работы являются глобальность рабочей территории, высокие доступность, надёжность и точность при непрерывности навигационных определений, а в дифференциальном режиме — надёжности повышения и возможность точности навигационных определений в рабочей территории дифференциальной системы. Погрешности определения расположения СНС Глонасс и GPS при применении сигналов стандартной точности в штатном режиме не превышают соответственно 40м и 100м, а в дифференциальном режиме — 10м с возможностью 95%. Более высокие точностные характеристики СНС Глонасс разъясняются отсутствием режима селективного доступа (SA-selective availability), что используется в СНС GPS в штатном режиме для загрубления точности при применении совокупности гражданскими потребителями. Исходя из перспективных возможностей СНС, которые связаны с совместным применением совокупностей Глонасс и GPS, и вводом в эксплуатацию функциональных дополнений СНС, снабжающих улучшение главных черт СНС за счет реализации специальных систем и дифференциального режима контроля работоспособности СНС и своевременной передачи информации о целостности, Интернациональная Морская Организация в Резолюции А.815(19) выяснила главные требования морских потребителей к будущей глобальной навигационной спутниковой совокупности (ГНСС). |
| Находящиеся в эксплуатации спутниковые навигационные совокупности Глонасс и GPS в 1996 г. были одобрены ИМО в качестве компонентов Глобальной радионавигационной совокупности. При одобрении совокупностей Глонасс и GPS ИМО отметила неспособность каждой из них обеспечить в штатном режиме точность, нужную для надёжной навигации судов на подходах к портам и в других водах, в которых свобода маневрирования ограничена. Второй отмеченный недочёт этих совокупностей связан с их неспособностью в разрешённое время обеспечивать своевременное оповещение потребителей о нарушениях в работе совокупностей либо их элементов, каковые происходят до тех пор пока частенько. самый рациональным методом устранения указанных улучшения и недостатков главных черт совокупностей Глонасс и GPS, нужных для расширения их функциональных возможностей, есть использование дифференциального режима работы этих совокупностей, что разрешает добиться увеличения точности, эффективности и надёжности радионавигационного обеспечения в рабочих территориях дифференциальных систем СНС. |
| Морские дифференциальные системы СНС должны трудиться непрерывно и снабжать передачу потребителям дифференциальных сообщений в формате, соответствующем стандарту Радиотехнической Рабочей группе Морской Работы США (RTCM) SC-104. Наряду с этим обеспечивается возможность получения надежных навигационных определений в настоящем масштабе времени с промежутками не более 5-10 с. Погрешности определения места возрастают с повышением расстояния от опорной станции и старением дифференциальных поправок, но не должны быть больше 10 м в рабочей территории с возможностью 0,95. Дифференциальный режим может рассматриваться как самый перспективный для обеспечения плавания в условиях ограниченного маневрирования, включая узкости, подходы и каналы к портам. Ответственным преимуществом реализации дифференциального режима есть возможность обеспечения контроля целостности рабочего созвездия спутников, применяемого для навигационных определений, и своевременной передачи потребителям информации о целостности. |
| Суда транспортного, рыбопромыслового, речного флотов, и суда вторых ведомств решают с позиций навигации подобные задачи, исходя из этого область применения дифференциального режима совокупности достаточно широка. Использование СНС в стандартном режиме работы, т.е. при работе по сигналам стандартной точности в штатном режиме, фактически удовлетворяет требованиям к навигационному обеспечению судов в части точности, рабочей зоны и доступности при плавании в открытом море. При применении их в дифференциальном режиме в рабочей территории дифференциальной совокупности удовлетворяются все главные требования к навигационному обеспечению судов на всех этапах плавания. |
| 1.2 ПРИМЕНЕНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО Способа ДЛЯ НАВИГАЦИОННЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЙ МОРСКИХ СУДОВ Дифференциальный режим СНС основан на знании правильного расположения опорной станции (ОС) дифференциальной системы СНС (ДСНС), координаты которой употребляются для расчета поправок к измеряемым псевдодальностям до всех спутников, находящихся в зоне радиовидимости ОС. Поправки в виде разностей измеряемых и расчетных значений псевдодальностей в составе дифференциальных сообщений, передаются потребителям, в ПА СНС которых измеренные размеры псевдодальностей корректируются с их помощью. Преимуществом данного метода есть свободный от ОС выбор созвездия у потребителя, благодаря наличию поправок по всем спутникам. Для реализации дифференциального режима в дополнение к наземным штатным средствам СНС Глонасс и GPS требуется создание дифференциальной системы в составе опорных и контрольных станций, и, при необходимости, управляющих станций, применяющих средства связи для передачи дифференциальных сообщений взаимной связи и потребителям для передачи данных между станциями. |
| Учитывая уже принятые интернациональные и национальные ответы по морской дифференциальной системе СНС, возможно сделать однозначный вывод о перспективности ее построения на базе морских радиомаяков. Передача дифференциальных сообщений морским потребителей производится по каналам морских радиомаяков в диапазоне 283,5-325кГц. В дифференциальном режиме СНС по сравнению со стандартным режимом работы существенно увеличивается надёжность и точность навигационного обеспечения потребителей, т.е. увеличиваются функциональные возможности применения совокупностей. Точность увеличивается за счет вычисления на опорных станциях и передачи потребителям поправок, учитывающих постоянные и медленноменяющиеся составляющие неточностей измеряемых радионавигационных параметров. В один момент увеличивается надежность за счет контроля работоспособности дифференциальной системы СНС, как части всей совокупности, контрольными станциями и своевременного оповещения потребителей о состоянии дифференциальной системы и подсистемы за счет передачи данных потребителям о целостности в составе дифференциального сообщения. Дифференциальный режим СНС есть самоё перспективным для обеспечения плавания в условиях стесненного маневрирования, включая узкости, подходы и каналы к портам. |
| При применении дифференциального режима работы СНС смогут быть кроме этого удачно решены следующие особые навигационные задачи: · обеспечение точного судовождения на внутренних водных дорогах (реках, водохранилищах и озёрах); · рыбный промысел в акватории, узкостях и в районах со сложной навигационной обстановкой; · точный промер глубин в акватории и узкостях; · контроль и точное выставление за расположением плавучих средств навигационного ограждения как на море, так и на реках и в узкостях; · прокладка трубопроводов и кабелей как в акватории, так и в открытом море; · геодезические и другие научные изучения в произвольных районах мира; · обеспечение добычи нужных ископаемых и проведения нужных изыскательских работ. Интенсивные работы по созданию дифференциальной системы, в первую очередь в интересах морских потребителей, проводятся во многих государствах. |
| На данный момент в 22 государствах развернута умелая эксплуатация 166-ти опорных станций дифференциальной системы GPS. В соответствии с принятой в Соединенных Штатах программе развития дифференциальной системы, предусматривается развертывание 52 опорных станций, территория действия которых охватывает все прибрежные воды США. 23 таких станции планируется разместить в Канаде, что разрешит обеспечить точными навигационными измерениями внутренние водные дороги Великих озер, реки Святого Лаврентия. Последовательность государств Балтийского моря (Польша, Финляндия, Швеция, Эстония и Дания) установили сеть опорных станций, территория действия которых охватывает солидную часть Балтийского моря за исключением акватории России. В 1997 г на базе радиомаяка Шепелевский будет создана первая русский дифференциальная система СНС GPS, которая в будущем будет дооборудована аппаратурой СНС ГЛОНАСС, т.е. превратится в дифференциальную систему СНС ГЛОНАСС/GPS. |
| Исходя из задач, требующих применения дифференциального режима работы СНС, районами России, нуждающимися в первостепенном оснащении опорными станциями являются: · арктический регион от Мурманска до Берингова пролива в первую очередь его западный сектор (10-12 станций); · восточная часть Финского залива и район порта Калининград (2 станции); · прибрежные воды Курильских островов и Сахалина (5-6 станций); · подходы к портам Владивосток, Находка и Восточный (1-2 станций); · подходы к портам Новороссийск, Таганрог и керченскому проливу (1 станция); · подходы к устью Волги и порту Астрахань (1-2 станции); · подходы к порту Архангельск (1 станция). Для навигационного обеспечения судов речного флота целесообразно первым делом оборудовать дифференциальной системой СНС участки внутренних водных дорог, для которых изданы навигационные карты, снабжающие инструментальные способы судовождения. К таким районам относятся: · Ладожское и Онежское озера; · Рыбинское водохранилище; · Нижние участки рек Енисей, Лена и Обь; · Участки реки Волги; · Участки реки Камы. |
| Предлагаемое оснащение опорными дифференциальными станциями разрешит удовлетворить не только потребности неспециализированного мореплавания, но и потребности речников, рыбаков, промысловиков и гидрографов, для которых особо важными являются районы Баренцева и Карского морей, прибрежные северная часть и воды Сахалина Каспийского моря, и указанные районы внутренних водных дорог. Росморфлотом совместно с ГУНиО МО, Департаментом и Росречфлотом по рыболовству Минсельхозпрода создана межведомственная программа оборудования побережья морей в РФ дифференциальной системой СНС Глонасс/Навстар и предложения по размещению дифференциальных станций на базе существующих радиомаяков. |
| Места предполагаемого размещения контрольно-корректирующих станций диффподсистемы ГНСС Глонасс/GPS представлены в табл. 1.1 |
| 2. СОВОКУПНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ СУДОВ По собственному назначению, организации и техническому оснащению совокупности УДС смогут быть самыми разными, начиная от пассивных первичных мероприятий по упорядочению перемещения судов и заканчивая активными совокупностями, базирующимися на комплексе современных технических средств, включающих новейшие электронные средства наблюдения, обработки и связи информации. На Рисунке 2.1 представлен центр управления перемещением судов залива Находка. 2.1 ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ В течение 40 лет организации Морского флота выполняют у нас целенаправленную работу по применению и созданию современных систем УДС. Первая СУДС была введена в воздействие в первой половине 60-ых годов двадцатого века в Ленинградском порту на базе отечественной БРЛС Раскат. Подобные же станции после этого были установлены в портах Мурманск, Ильичевск, Мариуполь. В будущем СУДС были созданы в портах Новороссийск, Одесса, Клайпеда, Вентспилс, Архангельск, Владивосток, Керчь, заливе Находка и во многих других портов. Всего в СССР было создано и функционировало 24 СУДС. Все указанные СУДС постоянно находились в ведении морфлота. Сейчас в РФ функционируют девять СУДС, имеющие в собственном составе береговые РЛС, радиорелейные линии, другое оборудование и аппаратуру связи (краткие характеристики указанных совокупностей УДС представлены в Таблице 2.1 и Списке 2.1) |
| С 1993 года удачно функционирует новая совокупность УДС порта Петербург с расширенной автоматической обработкой и зоной обслуживания информации. Совокупность всегда совершенствуется. В конце 1998 года планируется закончить очередной этап модернизации СУДС с вводом в эксплуатацию совокупности УДС внутренней части порта Петербург. Сейчас в РФ закончено переоборудование и открыты модернизированные СУДС залива Находка и порта Новороссийск. В сентябре 1998 года рабочая группа Росморфлота закончила освидетельствование новой модернизированной СУДС порта Архангельск. Заканчивается модернизация СУДС портов Владивосток и Ванино. Во Владивостоке закончено строительство нового строения центра УДС. Длится модернизация СУДС порта Мурманск. Начаты работы по расширению СУДС порта Новороссийск. Эффективность внедрения СУДС продемонстрировала целесообразность расширения территорий их применения, создания региональных совокупностей, охватывающих подходы к нескольким портам либо целые прибрежные районы. Начиная с 1997 года Росморфлотом ведутся работы по созданию и проектированию Региональных совокупностей УДС восточной части Финского залива ( представлен на Рисунке 2.2) и залива Петра Великого ( представлен на Рисунке 2.3). |
| 2.2 ВОЗМОЖНОСТИ РАЗВИТИЯ На данный момент на базе современных навигационных и радиосвязных совокупностей создаются новые перспективные СУДС, дополнительно включающие в себя дифференциальные станции спутниковых навигационных совокупностей ГЛОНАСС/GPS и автоматические-информационные совокупности (АИС). С их применением обеспечивается метровая точность определения места судна в зоне действия (до 100 км от диффстанции). Именно поэтому может достигаться точная проводка судов по узким фарватерам, таким как Ленинградский и Калининградский каналы, вход в Волгу и Северную Двину недалеко от Астрахани. Благодаря точному навигационному обеспечению возможно значительно повышена эффективность дноуглубительных и гидротехнических работ. Внедрение АИС будет иметь особенное значение для СУДС. Требование об оснащенности всех судов валовой вместимостью более 300 рег. тысячь киллограм соответствующей аппаратурой уже включено в проект новой Главы V Конвенции СОЛАС. На базе АИС предполагается создание совокупностей контроля (мониторинга) за перемещением судов. Посредством специального транспондера и средств УКВ связи либо совокупности спутниковой связи Инмарсат из центра УДС будет допустимо запросить и взять точные информацию о текущем расположении судна. При применении УКВ связи территория действия аналогичной АИС будет охватывать район А1 ГМССБ. |
| С созданием региональной СУДС Финского залива и внедрением АИС, территория постоянного контроля за судами охватит всю восточную часть Финского залива от острова Родшер до акватории портов Петербург, Выборг и других строящихся тут портов. на западе она будет соединяться с территориями АИС Финляндии, других стран и Швеции Балтийского моря. На Дальнем Востоке такая территория в недалеком будущем будет создана в Заливе Петра Великого. Подобную совокупность АИС планируется создать на протяжении русского побережья в Азово-Черноморском бассейне на базе СУДС порта Новороссийск и внедряемых тут береговых УКВ станций ГМССБ. Эта совокупность разрешит осуществлять контроль все суда, совершающие плавание в районе от Сочи до Ростова и Таганрога на Дону. Своевременная информация о морской обстановке, полученная посредством таких совокупностей, будет иметь громадное значение для совершенствования работы флота, портов и улучшения организации спасопераций на море. На Рисунке 2.4 представлено рабочее место лоцмана-оператора центра УДС залива Находка. |
| 2.3 НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ Для обеспечения действенной и надежной эксплуатации СУДС, Росморфлотом были созданы нужные нормативно-правовые документы. Все они созданы с учетом главных доействующих интернациональных документов: · СОЛАС, Глава V (проект), Правило 12 Работы управления перемещением судов. · Резолюция ИМО А.857(20) — Управление по СУДС, включающее в себя критерии и Руководство для СУДС и Управление по найму, квалификации и подготовке операторов СУДС. · Резолюция ИМО MSC.43(64) — критерии и Руководство для совокупностей судовых сообщений. · Управление по средствам навигации (Navguide) Интернациональной Ассоциации маячных работ (МАМС). · Управление по СУДС МАМС. |
| На данный момент в РФ действующими являются следующие нормативные документы: · Типовое положение о СУДС ( утверждено Росморфлотом 01.07.96, Письмо № МФ-35/2433 от 30.08.96). · Технико-эксплуатационные требования к СУДС № МФ-29/53-48 ( утверждены Росморфлотом 01.07.96, Письмо № МФ-35/2433 от 30.08.96). · Типовые правила плавания в территориях действия СУДС (введены в воздействие Письмом Минморфлота СССР № 212 от 08.12.87, согласованы с ГШ ВМФ и Минрфбхозом СССР). · методика освидетельствования и Типовая программа СУДС (утверждена ГП Морсвязьспутник 11.05.93). · Положение о тренажерной подготовке судоводителей, операторов и радиоспециалистов СУДС (введено в воздействие Приказом Росморфлота № 1 от 04.01.96). · Технико-эксплуатационные требования к тренажерным центрам подготовки судоводителей, операторов и радиоспециалистов СУДС (№ ДМТ-29/53-44 от 01.03.96). · Типовая должностная инструкция лоцману-оператору СУДС (введена Письмом МСС-4/5-2149 от 23.12.86). · Программа тренажерной подготовки лоцманов-операторов СУДС (утверждена Росморфлотом 20.05.97). · Положение о сборах с судов в морских торговых портах РФ (утверждено Минэкономики 04.08.95, введено в воздействие Писмом Росморфлота № ДМТ-36/1904 от 07.08.95). · Приказ Росморфлота № 67 от 12.10.92 О порядке сертификации СУДС. · Советы по организации штурманской работы на судах Минморфлота СССР (РШС-89) Раздел Плавание в зоне действия СУДС. |
| В соответствии с технико-эксплуатационными требованиями все СУДС подразделяются на 4 категории: · Верховная категория — региональные СУДС, обслуживающие широкие акватории, включающие в себя пара портов с подходами, совокупностями разделения перемещения судов, каналами, фарватерами. · 1 категория — сложные высокоавтоматизированные СУДС, оборудованные особыми точными техническими средствами наблюдения (с компьютерной обработкой информации) и связи, несколькими радиолокационными станциями, акватории и обслуживающие подходы больших портов и каналы. · 2 категория — СУДС оборудованные специальными БРЛС, родными по чертям к судовым радиолокаторам с обработкой информации на уровне САРП. · 3 категория — упрощенные СУДС, оборудованные средствами связи и наблюдения. |
| Любая СУДС (включая оборудование, инструкции и положения, квалификацию штата) проходит сертификацию Морской Администрации. Вся главная аппаратура СУДС (радиолокационные станции, радиорелейные станции, консоли операторов, аппаратура связи) должна иметь Сертификаты одобрения типа Морской администрации. Проектирование СУДС выполняется морскими научными организациями, а ввод совокупностей в эксплуатацию производится по окончании проведения национальных опробований, делаемых морскими организациями и освидетельствования СУДС рабочей группой Росморфлота . В зависимости от категории СУДС, стоимости оборудования, навигационно-степени сложности и гидрографических условий судовождения устанавливаются ставки навигационного сбора с судов за пользование одолжениями СУДС. Все сборы с судов поступают в Морскую Администрацию порта, которая после этого выделяет средства на содержание штата, развитие и эксплуатацию СУДС. |
2.4 РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ СТАНЦИИ
В состав СУДС, в большинстве случаев, входит центр управления перемещением (ЦУД) судов и один либо пара ПУД, которые связаны с центром каналами связи, по которым осуществляются управление техническими средствами постов, и передача в ЦУД видеоинформации радиолокационными станциями (РЛС) и аудиоинформации радиостанций.
Для обеспечения точности определения места судна посредством РЛС стараются повысить разрешающую свойство станций по дальности, т.е. получают укорочения зондирующих импульсов РЛС. В современных РЛС сантиметрового диапазона мельчайшая продолжительность зондирующих импульсов образовывает 0,05 мкс. Чтобы передать таковой импульс по каналу связи от РЛС поста управления к терминальному оборудованию лоцмана-оператора ЦУД требуется широкополосный канал связи. Чем меньше импульс, тем шире должен быть канал связи. Для передачи импульса длительностью 0,05 мкс требуется полоса пропускания канала связи 20 МГц, а вдруг применять цифровой канал связи, то скорость передачи по европейскому стандарту должна быть 320 Мбит/с. Для того чтобы оборудования промышленность серийно не производит. Стандартные телефонные каналы имеют полосу пропускания 3100 Гц, а телевизионные — 6,5 МГц.
Стараясь улучшить эксплуатационные характеристики РЛС, создаются трудности в передаче безыскаженного импульса по каналам связи. Чтобы увязать высокие эксплуатационные параметры РЛС с каналом связи, нужно воспользоваться положениями теории информации, т.е. увязать два понятия — количество сигнала V^ и емкость канала V :
T^ = F^ M^
где F^ — полоса спектра частоты; Т^ -время передачи: М^ — превышение сигнала над помехой;
V = F^ T^ M
где F^ — ширина полосы частот, пропускаемой каналом; Т^ — время применения канала; М — допустимое превышение сигнала над помехой.
V V т.е. FTM FTM.
Из приведенного неравенства видно, что маленький сигнал Т^ возможно передать по узкополосному каналу F , увеличив время занятости канала Т.Приведенным способом обширно пользуются на практике.
Из теоретических баз радиолокации как мы знаем, что зондирующий импульс РЛС, излученный антенной, проходит до цели и обратно со скоростью 300000 км/с. При работе РЛС маленькими импульсами время между импульсами образовывает около 500 мкс. Из этого можно вычислить дальность обнаружения цели, т.е. за 500 мкс импульс обязан дойти до цели и возвратиться обратно:
^ направляться З-10^-0,5-10^ s =^- = ………..—…..^—………….. ^ 75 км,
что образовывает приблизительно 40 морских миль.
В большинстве случаев, нужная дальность обнаружения целей в СУДС при работе РЛС маленькими импульсами не превышает 10 морских миль. Так, применяв на прохождение импульсов РЛС около 125 мкс, оставшееся время (350 мкс) возможно применять для передачи импульсов РЛС по каналу связи, т.е. расширить время занятости канала в 3 раза, а следовательно, в соответствии с указанным неравенством возможно уменьшить полосу пропускания канала в 3 раза.
Уменьшая дальность обнаружения целей либо увеличивая период следования зондирующих импульсов РЛС, возможно добиться возможности передачи импульсов РЛС по стандартным телевизионным либо телефонным каналам связи. Таковой способ стал называться компандирование’. Сущность его пребывает в растягивании импульса во времени на передающем финише в ‘экспандере’, передаче растянутого импульса по каналу связи и сжатии импульса в ‘компрессоре’ до начальной длительности на приемном финише. Так отраженный от цели импульс РЛС, переданный по каналу связи рассмотренным способом, возможно без искажения воспроизведен на дисплее лоцмана-оператора ЦУД.
Каналы связи для СУДС организуются по радиорелейным линиям связи (РРЛ).
иностранными фирмами и Промышленностью России выпускается множество радиорелейных станций (РРС) разных по диапазону и мощности частот: мощность станций приблизительно +15 дБ/м, в отдельных случаях ее увеличивают до +35 дБ/м; самый приемлемый диапазон частот для СУДС 2-7 ГГц. Лишь в этом диапазоне возможно создать много каналов связи нужной полосы частот.
Нужно кроме этого учитывать затухание сигнала в свободном пространстве при экстремальных метеорологических условиях (сильном дожде, мокром снеге), потому что в этом случае быстро возрастает напряжение работы СУДС. При частоте 7 ГГц мощность затухания в осадках образовывает 0,3 — 0,4 дБ/км, на частотах ниже 7 ГГц мощность затухания фактически возможно не учитывать.
В большинстве случаев, автострады РРЛ СУДС проходят над водной поверхностью. Они подвержены рефракции и явлениям интерференции.
Интерференция — это геометрическое сложение в точке приема прямого и отраженного от водной поверхности радиосигналов РРС. Чаще всего это явление отмечается при штилевой погоде. В точке приема самый страшно для связи положение, при котором прямой и отраженный сигналы приходят в противофазе. В этом случае суммарная мощность сигнала может падать до нуля, т.е. абсолютно заканчивается сообщение.
Рефракция — это искривление ‘луча’ из-за неоднородности строения тропосферы. Чаще всего рефракция отмечается на границе земной и водной поверхностей в утренние и вечерние часы из-за разной степени нагрева суши и воды. В этом случае ‘луч’ выходит за пределы диаграммы направленности приемной антенны РРС.
Для борьбы с рефракцией и интерференцией значительно чаще используют способ приема сигнала на разнесенные по высоте антенны (сдвоенный прием). В этом рефракции явления и случай интерференции возможно исключить либо существенно ослабить.
Неприятности передачи сигналов РЛС по каналам связи являются наиболее значимыми в эксплуатации СУДС и должны учитываться при их строительстве и проектировании Морскими администрациями и соответствующими организациями портов.
ЭЛЕКТРОННАЯ КАРТОГРАФИЯ