теоретические основы радионавигации: учебное пособие

ÌÈÍÈÑÒÅÐÑÒÂÎ ÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈß ÐÎÑÑÈÉÑÊÎÉ ÔÅÄÅÐÀÖÈÈ Ñàíêò-Ïåòåðáóðãñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò àýðîêîñìè÷åñêîãî ïðèáîðîñòðîåíèÿ А. А. Монаков ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАДИОНАВИГАЦИИ Учебное пособие Ñàíêò-Ïåòåðáóðã 2002 УДК 621.396.98(075) ББК 32.95 М77 Монаков А. А. М77 Теоретические основы радионавигации: Учеб. пособие/СПбГУАП. СПб., 2002. 70 с.: ил. В пособии излагаются теоретические основы и физические принципы радионавигационных измерений, методы оценки радионавигационных параметров, анализ точности определения местоположения летательных аппаратов в навигационном пространстве. Учебное пособие предназначено для студентов дневной, вечерней и заочной форм обучения по специальностям 2007 “Радиотехника” и 2013 “Техническая эксплуатация транспортного радиооборудования”. Рецензенты: кафедра радиоэлектронных средств разведки и артиллерии Михайловского артиллерийского университета; доктор технических наук профессор П. В. Олянюк Óòâåðæäåíî ðåäàêöèîííî-èçäàòåëüñêèì ñîâåòîì óíèâåðñèòåòà â êà÷åñòâå ó÷åáíîãî ïîñîáèÿ © СПбГУАП, 2002 © 2 А. А. Монаков, 2002 Введение С древнейших времен человек задавал себе два вопроса: “Где я нахожусь?” и “Как мне дойти до...?”. В поисках ответа на эти вопросы возникла навигация – одна из древнейших наук, вобравшая в себя опыт многих поколений по ориентации человека на Земле. Навигация – наука о способах выбора пути и методах вождения судов, летательных аппаратов, космических аппаратов и иных средств передвижения.* Основной задачей навигации является нахождение оптимального маршрута (траектории) движения и определение местоположения объекта навигации (средства передвижения). При этом оптимальность маршрута понимается как требование обеспечения максимальной безопасности и экономичности вывода объекта в заданную точку пространства в определенный момент времени с установленной точностью. Для достижения поставленной задачи в радионавигации используются различные методы получения информации. Наиболее древний метод – это навигация по звездам, или астронавигация. Помимо астрономических существуют аэрометрические, магнитные, инерциальные и радиотехнические методы навигации. Последние являются наиболее современными и перспективными для решения навигационных задач в авиации. Именно эти методы и их использование в авиации рассмотрены в пособии. Радионавигация – это раздел радиотехники, охватывающий применение радиотехнических методов и средств для вождения судов, самолетов и других движущихся объектов. Основной задачей радионавигации является определение местоположения объекта и оптимальной траектории его движения. Под местоположением (МП) объекта понимается точка пространства, в которой в данный момент времени находится центр его масс. Поскольку основное внимание в настоящем пособии будет уделено авиационной радионавигации, то объектом в нашем случае будет летательный аппарат (ЛА). Скалярные величины, характеризующие пространственное местоположение и вектор скорости ЛА, называются навигационными элементами движения. Измерение навигационных элементов (пространственных координат и их производных *Советский энциклопедический словарь/ Гл. ред. А. М. Прохоров. 4-е изд. М.: Сов. энциклопедия, 1986. С. 1094. 3 по времени) является главной задачей, стоящей перед радионавигационными системами и устройствами. Для измерения навигационных элементов движения в радионавигации используются радионав