HỆ THỐNG VÔ TUYẾN DẪN ĐƯỜNG LORAN C

HỆ THỐNG VÔ TUYẾN DẪN ĐƯỜNG LORAN A Loran hệ thống vô tuyến dẫn đường dùng để xác đònh vò trí cự li xa (loran: long range navigation) Hệ thống loran A hệ thống sử dụng trạm phát đặt bờ phát tín hiệu theo chu kì nơi sử dụng máy thu đo hiệu thời gian tín hiệu tới từ trạm phát Từ hiệu thời gian tìm hiệu khoảng cách tới trạm phát, qua xác đònh đường đẳng trò đường hyperbola có tiêu cự trạm phát Hệ thống Loran A đo hiệu khoảng cách thông qua đo hiệu thời gian tín hiệu nên gọi hệ thống xung BÀI 1: NGUYÊN LÝ XÂY DỰNG HỆ THỐNG Nguyên lý xác đònh vò trí: Giả sử có trạm phát M, S máy thu đặt R Khoảng cách M R DM Khoảng cách S R DS Thời gian sóng từ M đến R tM Thời gian sóng từ S đến R tS R tM= DM/C M tS= Ds/C S Như hình vẽ, trạm M gần nơi thu nên sóng từ M đến R trước Hiệu thời gian sóng từ trạm S đến sau trạm M là: ∆t = tS - tM =DS/C –DM/C=∆D/C⇒∆D =C ∆t Như ta đo hiệu thời gian tới tín hiệu ta xác đònh hiệu khoảng cách tới trạm phát nghóa ta xác đònh đường đẳng trò Nếu có cặp đài khác ta xác đònh thêm đường ⇒ xác đònh vò trí tàu Ta thấy với giá trị ∆t tín hiệu trạm S đến trước ta tìm đường đẳng trò thứ 2, tức giá trò ∆t ta xác đònh đường đẳng trò Vì hệ thống Loran A mang tính lưỡng trò Để khắc phục tính lưỡng trò này, hệ thống loran A người ta áp dụng phương pháp tạo thời gian trễ Cách bố trí đài phát : Hệ thống loran A làm việc theo nguyên tắc cặp đài, để xác đònh vò trí ta cần cặp đài Để giảm bớt đài phát người ta thường bố trí đài kép, đài Một đài – đài kép kết hợp với 2→4 đài phụ Đường sở hệ thống Loran A thường từ 200→ 400 NM X M Y Z Quan hệ thơi gian phát tín hiệu: a) Quan hệ thời gian phát: Đầu tiên đài phát tín hiệu xung ( khoảng 10 Ms) Khi tín hiệu đài đến đài phụ đài phụ giữ lại khoảng thời gian phát tín hiệu (trong khoảng 10 Ms) Khi tín hiệu đài phụ tới đài đài giữ chậm lại khoảng thời gian phát tín hiệu Quá trình luân phiên Khoảng thời gian từ lần phát tín hiệu trước đến lần phát tín hiệu thứ hai cách Tần số phát tần số lập xung cặp đài Ta gọi: tM: thời gian tín hiệu từ trạm đến nơi thu tS: thời gian từ trạm phát tín hiệu đến tín hiệu trạm phụ đến nơi thu tS =DS/C + DMS/C + tCh = tS’+ tM-S + tch tch: thời gian giữ chậm , thông thường:tch =TX/2 + tg TX: chu kì lập xung Tg: thời gian chậm mã Ta có: ∆t =tS –tM = tM-S+ TX/2+ tg+ (ts’ –tM)=tconst +∆D/C Ta thấy ứng với giá trò ∆t ta xác đònh giá trò ∆D ta loại trừ tính lưỡng trò loran A giá trò ∆t đo luôn >T/2 cho thấy tín hiệu đài phụ đến sau đài người ta vào để phân biệt tín hiệu đài phụ đài b) Chu kỳ lập xung: Chu kỳ lập xung loran A phải thoả mãn số đièu kiện sau:  Tín hiệu sóng trời sóng đất từ đài đài phụ không chồng chéo lên vò trí thu  Các xung phát cho nơi thu phân biệt tín hiệu đài đài phụ  Chu kỳ phát xung phải chọn nhỏ để phát nhiều xung đơn vò thời gian Để thoả mãn điều kiện người ta lấy chu kỳ lập xung: TX =2(2tMS + tC + tg), tC: thời gian sóng trời đến chậm so với sóng đất Từ chu kỳ lập xung ta thấy rằng: TX/2< ∆t 700 Nm đêm 400->500Nm Nếu sử dụng sóng trời, tầm xa 1200 + 1400 Nm ngày đêm Nếu máy thu: Loran A có lắp thêm phận tần số 100kMz co thể thu tín hiệu Loran C Ngày thông thường máy thu Loran kết hợp A &C Độ xác: so với Loran C & Decca, phương pháp làm sóng ảnh khó thực xác Về ban ngày sử dụng sóng đất sai số từ 1->3 km trời 5->10km HỆ THỐNG VÔ TUYẾN DẪN ĐƯỜNG LORAN C Loran C nguyên lý giống hệ thống Loran A Tuy nhiên, việc đo hiệu thời gian hai sóng tín hiệu xác nhờ có kết hợp với đo hiệu pha chúng, nên Loran C gọi hệ thống xung pha NGUYÊN LÝ XÂY DỰNG HỆ THỐNG Nguyên lý xác đònh vò trí: (giống Loran A) Cách bố trí đài phát: Hệ thống loran C hoạt động theo cụm thống nhất, cụm từ 3→5 đài Đài thường bố trí giữa, đài phụ xung quanh Đường sở từ 500 đến 700 NM , cụm đài loran C thường viết đài trước, đài phụ sau Ví dụ: MXYZ , MWXYZ (hình) Phương thức phát quan hệ thời gian phát tín hiệu: Tất đài cụm loran C phát tần số sóng mang 100khz Thời gian phát xung tín hiệu 250µs (Tx = 250µs) Tín hiệu phát gồm nhiều xung:  Đài phụ phát nhóm gồm xung với Tx = 250µs, khoảng cách xung 1000µs  Đài phát nhóm gồm xung với Tx = 250µs, khoảng cách xung 1000µs, khác khoảng cách xung thứ cách 2000µs (có trường hợp cách 500µs) Cách thức phát tín hiệu để dễ phân biệt tín hiệu đài đài phụ Đầu tiên đài phát nhóm gồm xung Khi tín hiệu đài tới đài phụ thứ I , đài phụ giữ chậm lại khoảng thời gian, sau phát tín hiệu gồm nhóm xung Tín hiệu đài phụ đến đài phụ thứ hai đài phụ thứ hai giữ chậm lại khoảng thời gian phát tín hiệu Quá trình tiếp tục tín hiệu đài phụ cuối tới đài đài giữ chậm lại khoảng thời gian phát tín hiệu thứ hai trình lập lại Như hình máy thu, tín hiệu trạm xuất từ đài đến đài phụ cuối (hình) Cách phân biệt cụm đài loran C: Để phân biệt cụm đài loran C người ta dùng tần số lập xung FX tần số lập xung chia thàn nhóm tần số bản:  Nhóm I:ký hiệu SH: nhóm tần số cao chậm (slow high)  Nhóm II : ký hiệu SL: nhóm tần số thấp chậm  Nhóm III: ký hiệu SS: nhóm tần số đặc biệt chậm Mỗi nhóm tần số lai chia thành tần số lập xung riêng biệt, ký hiệu từ đến FSH =16.2/3 + N/36 (=102/6 +N/62) hz FSL = 12.1/2 + N/64 (=102/8 + N/82) hz FSS = 10 + N/100 (=102/10 +N/102) hz BÀI 2: CÁCH ĐO HIỆU THỜI GIAN TRÊN MÁY THU CHỈ BÁO Ta có hiệu thời gian: ∆t = n.T + tI Tại máy thu , tín hiệu đài đài phụ tới không đồng thời nên muốn đo pha dao động tín hiệu người ta phải đưa dao động thời điểm hay phải có lưu giữ pha dao động Mặt khác đo pha sinh tín đa trò (nT ),cho nên máy thu loran C người ta tiến hành đo hiệu thời gian qua hai bước: Bước I: đo thô: bước tiến hành giống loran A tức làm chập đường bao tín hiệu để xác đònh trò số nT Bước II: đo tinh: tiến hành làm trùng pha dao động sóng mang tín hiệu đài đài phụ để xác đònh trò số ti Trong thực tế việc tiến hành đo hiệu thời gian ∆t loran C tiến hành theo bước ứng với tốc độ quét:  Tốc độ quét I:để tìm kiếm nhận biết bó xung trạm phụ, xác lập chúng vào vò trí cho  Tốc độ quét II:kiểm tra xem việc xác lập vò trí tín hiệu chưa  Tốc độ quét III: đo sơ hiệu thời gian tín hiệu , sau cân biên độ làm trùng thành trước đường bao xung tín hiệu (giống loran A)  Tốc độ quét IV: tiến hành đo xác: đo pha dao động sóng mang 100khz, ý điều chỉnh để máy báo tồn đến dao động đầu (hình) ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG VTDĐ LORAN C Hệ thống Loran C phát tín hiệu nhóm xung nên dễ phân biệt với nhiễu, phân biệt tín hiệu đài với đài phụ, tăng tầm hoạt động xa so với Loran A: +sóng đất: ban ngày 1000Nm 600Nm +sóng trời: ban ngày lẫn ban đêm tới 2000Nm Độ xác: cao Loran A kết hợp nguyên tắc xung pha (Loran A- Decca), sai số từ 100: 1000 m Do tầm hoạt động xa nên bò ảnh hưởng sóng nơi thu, máy thu người ta có phận tạo xung ngắt có độ dài 30µs tức người ta lấy 30 µs đầu tín hiệu tới để lấy cac tín hiệu hoàn toàn sóng đất Do đài phát phát nhóm xung nên điểm thu sóng trời xung lần trước ảnh hưởng tới sườn trước xung lần sau nhóm xung Để khử hình ảnh người ta mã hoá pha xung radio Thực chất cùa biến đổi pha sóng mang xung 180 o Khi pha bó xung chẳn khác pha bó xung lẻ Đài phát đồng thời phát nhóm xung mã hoá khác Tại nơi thu nhóm xung mã hoá trở lại thành nhóm xung ảnh hương sóng trời  ... HỆ THỐNG VÔ TUYẾN DẪN ĐƯỜNG LORAN C Loran C nguyên lý giống hệ thống Loran A Tuy nhiên, vi c đo hiệu thời gian hai sóng tín hiệu x c nhờ c kết hợp với đo hiệu pha chúng, nên Loran C gọi hệ thống. .. Tx = 250µs, khoảng c ch xung 1000µs  Đài phát nhóm gồm xung với Tx = 250µs, khoảng c ch xung 1000µs, kh c khoảng c ch xung thứ c ch 2000µs (c trường hợp c ch 500µs) C ch th c phát tín hiệu để... THỐNG LORAN A Hệ thống Loran A làm vi c theo nguyên t c phát xung đo hiệu khoảng c ch thông qua đo hiệu thời gian chúng nên gọi hệ thống xung Mỗi giá trò ∆t ứng với đường đẳng trò hyperbola Hệ