RUP – 01b
POROVNÁNÍ JEDNOTLIVÝCH SYSTÉMŮ Časoměrné systémy: Výhody: Vysoká přesnost polohy (metry) (díky vysoké přesnosti měření časového zpoždění signálů), nenáročné antény, nízké výkony vysílačů Nevýhoda: Vícepoziční systémy (nutnost příjmu signálu minimálně od 4 družic nebo na 4 pozicích) ⇒ v terénních podmínkách je současná dostupnost těchto signálů problematická.
Fázoměrné systémy: Výhoda: Vysoká přesnost polohy (milimetry) Nevýhody: malý dosah (kvůli nejednoznačnosti po násobcích λ), jediný cíl (úzké pásmo → nízká rozlišovací schopnost)
Směroměrné systémy: Výhoda: Jediná stanice už určí alespoň směr, dvě polohu objektu Nevýhody: Nízká přesnost polohy (omezená možnost konstrukce antén s extrémně úzkým svazkem), mechanická náročnost anténního systému (rozměry, přesnost, polohová mechanika)
Dopplerovské systémy: Výhody: Jednoduché řešení, určení rychlosti Nevýhoda: Velmi komplikované zpracování, malá přesnost
PŘEHLED APLIKACÍ Časoměrné systémy: •
Satelitní navigační systémy GPS, GLONASS, GALILEO
•
Pasivní radarové hyperbolické systémy – síť pozemních přijímačů zachycuje signály, vysílané letadlem, nebo jinými objekty. Vyhodnocují rozdíl časů, kdy k nim signál dorazí. Používají se k monitorování a řízení letového provozu, celkového provozu na letišti nebo k ochraně území či k průzkumným účelům.
Anténa Přijímač signálů odpovídače SRL + Vysílač pojítka s centr. stanicí
Solární modul •
Pasivní radarové eliptické systémy – soustavy bistatických radarů, využívají nekooperující vysílače jako rozhlasové a TV vysílače, vysílače bázových stanic GSM, satelitních navigačních družic apod. Slouží především k monitorování vzdušného prostoru za účelem obrany území.
•
navigační systémy OMEGA a LORAN C – síť pozemních vysílačů, letadlo přijímá signály od několika vysílačů a zjišťuje vzájemná zpoždění a odtud vlastní polohu - jde o
hyperbolické navigační systémy, dříve nahrazovaly GNSS, stále v činnosti, nyní jako doplněk GNSS •
DME (Distance Measurement Equipment) – na palubě letadla je dotazovač (1 025 – 1 150 MHz) a na letištích jsou umístěny odpovídače (962 – 1 025 MHz), které na dotaz odpovídají automaticky svým kódem s definovaným zpožděním(12 nebo 36 µs). Z rozdílu času přijetí odpovědi a vyslání dotazu se vypočítá vzdálenost k odpovídači. Zachytíli letadlo odpověď alespoň dvou odpovídačů může určit svou horizontální polohu – kulový navigační systém, dosud používaný pro navigaci letadel nad pevninou.
Fázoměrné systémy: • •
Dálkoměrné interferometrické systémy - využívají se pro měření výšky hladiny nebo vzdálenosti (tloušťky) vrstev v průmyslových nebo laboratorních aplikacích. Směroměrné interferometry – jsou uvedeny u směroměrných systémů
Směroměrné systémy: •
Navigační systém ILS (Instrumental Landing System)– vysílač na letišti vysílá azimutální anténou (108 – 112 MHz) dva modulované svazky (jeden 90 Hz, druhý 150 Hz) a dvěmi elevačními anténami (329 – 335 MHz) další dva modulované svazky (také 90 a 150 Hz. Přijímač na letadle přijímá oba signály a vyhodnocuje svou okamžitou polohu vůči předepsané sestupové ose. Používá se jako navigační prostředek při přiblížení letadel na přistání.
•
Navigační maják VOR (VHF Omni-directional Ranging) Maják na letišti (108 – 118 MHz) vysílá jeden signál všesměrově, s frekvenční modulací kmitočtem 30 Hz, fáze této modulace je vázána na sever. Druhý signál (nemodulovaný) je vysílán směrovou anténou jejíž hlavní svazek se otáčí kolem svislé osy rychlostí 30 ot/s (elektronicky skanovaná anténa). Letadlo součet obou zachytí svazků, který je modulován frekvenčně i amplitudově kmitočtem 30 Hz. Zatím co fáze frekvenční modulace je pevně spojena se severem, amplitudová modulace má maximum při ozáření letadla otáčejícím se svazkem. Podle vzájemné fáze obou modulací se určí směr, odkud je letadlo ozařováno (radiála). Všesměrově vysílaný svazek nese ještě další informace (např. identifikaci majáku). Sever Φ
Letadlo
Rotace svazku
Okamžik, kdy rotující svazek směřuje na sever
Všesměrový svazek, přijímaný na letadle
T0 t
Okamžik, kdy rotující svazek směřuje k letadlu
Rotující svazek, přijímaný na letadle
T0 t0
t
Rozdíl fází obou vln ∆Ψ = 2π(t0/T0) ≡ Φ … azimut letadla
•
Směroměrné radarové systémy – směrové antény na několika pozicích zaměřují směr příchodu signálu a určují přibližnou polohu (nebo alespoň směr) zdroje signálu. Většinou jde o vojenské a průzkumné systémy. K určení směru se používají jak antény tak interferometry.
•
Pelengátory – interferometry, určující směr příchodu signálu radiostanice, sníž je navázán kontakt (zabezpečovací doplněk letištních systémů ŘLP)
Dopplerovské systémy: •
Policejní radary na měření rychlosti - radar měří pouze kmitočet dopplerova posuvu a počítá rychlost objektu (vysoká přesnost a rozlišovací schopnost v rychlosti)
•
Radary pro určení dráhy střely – vícepoziční dopplerovský systém určuje dráhu střely off - line. Používá se pro monitorování a dokumentaci na střelnicích a pro účely vývoje zbraní.
Kombinované systémy: •
Primární radary – Vysílač vysílá modulovaný signál směrovou anténou a přijímač na stejném stanovišti přijímá signál, odražený od objektů. K určení vzdálenosti se využívá časoměrné metody, k určení úhlu směroměrné metody, k určení rychlosti dopplerovské metody. Velmi široké využití (řízení letecké a vodní dopravy, ochrana území, vojenské aplikace, meteoradary, studium přírody, průmyslové aplikace).
•
Sekundární radary pro ŘLP – Vysílač vysílá modulovaný signál (dotaz) a letadlo, vybavené odpovídačem odpovídá s definovaným zpožděním. K určení vzdálenosti se využívá časoměrné metody, k určení azimutu směroměrné metody, výšku sděluje letadlo v odpovědi samo. Používá se zejmén k řízení letecké dopravy.
•
Letecké pátrací systémy k záchraně posádek - na moři i na souši. Dotazovač vysílá smluvený signál, odpovídač posádky v nouzi odpovídá s definovaným zpožděním. K určení vzdálenosti se využívá časoměrné metody, k určení azimutu interferomerické metody měření směru příchodu.
•
Satelitní vyhledávací služby KOSPAS, SARSAT - 4 satelity na LEO polárních drahách + 4 satelity GEO. Přijímače na satelitech pátrají po specifickém vysílání nouzových majáků v pásmu 406 MHz, jimiž jsou vybaveny posádky v nouzi. Po zachycení se vyhodnocuje Dopplerův posuv a ze známé rychlosti a dráhy satelitu lze určit polohu majáku. Menší přesnost (několik km) a nízká rychlost obnovy informace (kolem 20 min) – používá se zejména pro záchranu posádek námořních lodí.
