Главная Статьи и обзоры

О точности радиопеленгования на яхте

Ю.  С. Балясный «Катера и яхты» №4 (68) июль-август 1977г.

О точности радиопеленгования на яхте

В отечественной практике дальних спортивных плаваний и гонок на крейсерских яхтах для определе­ния места в море методом радио­пеленгации широко используются ра­диовещательные приемники (РВЩ) со встроенными ферритовыми антен­нами.

Приемники типа ВЭФ-202 имеют достаточную чувствительность (луч­ше 2 мВ/м), требуемый диапазон (150—408 кГц) и удовлетворительную избирательность от внеполосных по­мех (34 дБ при расстройке ± 10 кГц). Однако эти приемники при использо­вании их для целей пеленгования обладают рядом недостатков.

Во-первых, в них отсутствует уз­кая полоса пропускания. Наличие од­ной широкой (около 12 кГц) затруд­няет решение задач радионавигации. Частоты радиостанций, уровень кото­рых превышает 100 мкВ/м, размеще­ны примерно через 6 кГц, а тех, где уровень не превышает 10 мкВ/м, при­мерно через 2 кГц.

На рис. 1 приведены амплитудно-частотные характеристики различных средств радиопеленгования, опреде­ляющие степень подавления пара­зитных станций. Для наглядности там же показаны и паразитные станции: мощные (более 100 мкВ/м) и слабые (менее 10 мкВ/м). Как показано на рис. 1, в полосу пропускания прием­ника ВЭФ-202 по уровню 0,7 от мак­симума кроме полезного сигнала мо­жет попасть до двух сильных (нес­колько ослабленных избиратель­ностью приемника) и четырех слабых помех. Бывали случаи, когда при ра­боте с приемником ВЭФ наблюда­лось до шести внутриполосных помех. Наличие помех приводит к увеличе­нию ширины нулевой зоны.

При наиболее благоприятном слу­чае в полосу пропускания кроме пе­ленгуемого радиомаяка (РМ) попадает всего одна помеха (рис. 2, а). При развороте приемника в поисках минимума пеленгуемого РМ (точ­ка Ь) оператор фиксирует вместо него минимум сигнала мешающей станции в точке с. Дополнительный угол поворота между точками б и с может доходить до 30°.

Если в полосу пропускания при­емника попадают две и более помех, то при развороте приемника до по­лучения минимального сигнала обна­руживается, что громкость пеленгуе­мого РМ практически не меняется от точки а до б (рис. 2, б). При этом ширина нулевой зоны может достигать 45°.

Во-вторых, используемые в РВЩ-приемниках ферритовые антенны имеют малую действующую высоту, зависящую от размеров ферритового стержня. Проявляется также и «ан­тенный эффект», обусловленный на­личием близко расположенных дета­лей приемника, рук оператора. Этот эффект (наряду с изломом оси мини­мумов) приводит к расплывчатости минимумов.

В-третьих, у этих приемников ма­ло растянута часть диапазона, исполь­зуемая для РМ (около 10 мм шкалы приемника) и отсутствуют цифровые обозначения РМ. Это сказывается на точности настройки и затрудняет от­стройку от мешающих станций. От­сутствует также индикатор нуля, что снижает точность определения пелен­га, увеличивает время пеленгования, вносит субъективизм в оценку мини­мума слышимости. В РВЩ-приемниках нет телеграфного гетеродина, что практически исключает возможность пеленгования по РМ, работающим в режиме А1, например, РМ Вентспилс. И, наконец, подобные приемники , просто неудобны в эксплуатации.

Какова же точность определения пеленгов с помощью приемников ти­па ВЭФ? Контрольные замеры по­зволили определить, что ширина ну­левой зоны приемника этого типа достигает 40°.  Контрольные замеры проводились в районе г. Хаапсалу. Для оценки ширины нулевой зоны использовались РМ Кюбассаре (рас­стояние до которого 33 мили), Осмуссар (21 миля) и Ристна (45 миль). Стороны многоугольника неопреде­ленности (вероятный район местона­хождения яхты), построенного по перечисленным выше РМ, оказались равными 24X6X18X19X9 миль.

Были опробованы два метода оп­ределения места: по двум пеленгам и по трем пеленгам. При определении места по двум пеленгам исполь­зовалась методика, предложенная Н. Ф, Муроновым. При определе­нии места по трем пеленгам засечки делались по команде рулевого «курс». Лист кальки с тремя засечками ориентировался по карте на выбран­ные РМ. Точка пересечения пелен­гов переносилась на карту. Эта точ­ка — место положения яхты. Получен­ное этим методом среднеарифмети­ческое в определении места в лучшем случае получилось равным 4,6 мили, в худшем—12 миль, в среднем 8— 10 миль. Все определения попали в многоугольник неопределенности, по­строенный при ширине нулевой зоны 40°. При использовании метода двух пеленгов ряд определений вышел из многоугольника неопределенности. Это позволяет говорить о том, что определение по трем пеленгам при работе с приемником ВЭФ обеспе­чивает несколько большую степень точности.

Таким образом, можно сделать вывод, что приемник типа ВЭФ мо­жет быть использован не для точно­го определения места судна, а ско­рее лишь для ориентирования в от­крытом море с точностью около 8— 10 миль. Для пеленгования желатель­но выбирать РМ, расстояние до которых не превышает 0,5—0,7 регламентируемой дальности работы РМ. Если при пеленговании из-за по­мех минимум сильно размывается (более 30°), пеленг на этот РМ лучше не брать.

Рис. 1. Избирательность средств радиопеленгования. Для сравнения на рисунке показана избирательность серийно выпускаемого СРП, имеющего полосу пропускания 300 Гц.

РП-02—самодельный радиопеленгатор, 1-спектр сильных помех; 2-спектр слабых помех; 3—спектр полезного сигнала.

Рис. 2. Ошибки пеленгования.

1 - спектр полезного сигнала; 2—избирательность приемника ВЭФ-202; 3—спектр помех.

Усовершенствовать работу с при­емником ВЭФ можно, сделав к нему приставку — индикатор нуля, пред­ставляющую собой, например, соеди­нение балансного детектора и стре­лочного индикатора. Приставка под­ключается в гнездо «маг». В испы­танной автором конструкции была предусмотрена возможность пере­ключения двух цепочек, определяю­щих постоянную времени детектора. Большая постоянная Бремени исполь­зовалась при пеленговании по РМ без длинного тире (например, РМ Хельсинки или Хормая) и в режиме поиска нужного РМ. Меньшая по­стоянная времени — при пеленгова­нии по РМ, имеющим длинное тире. Благодаря использованию приставки уменьшился субъективизм в оценке ширины нулевой зоны, сократилось время взятия пеленгов, появилась возможность определяться по РМ без длинного тире и ориентироваться по РВЩ. Несколько улучшилась точность определения места: ширина нулевой зоны получена равной 20 — 35°; лучшее определения места ± 3 мили, худшее ±В миль, среднеариф­метическое ряда определений ме­тодом трех (четырех) пеленгов +6 миль.

Нами был изготовлен самодель­ный малогабаритный радиопеленга­тор в виде переносного устройства примерно тех же габаритов, что и приемник ВЭФ —210X210X80 мм. Этот пеленгатор РП-02 состоит из двух блоков — базового и съемного блока активной антенны. В базовый блок входят приемник, индикатор нуля и авиационный компас. Съем­ный блок активной антенны соеди­няется с основным блоком коак­сиальным кабелем длиной 2 м. Пре­дусмотрено три способа работы с пеленгатором:

1. Вручную – при размещении активной антенны на основном блоке;
2. Методом трех (четырех) пеленгов — при вынесении активной антен­ны на штурманский стол;
3. Методом обратного радиопе­ленга— при креплении активной ан­тенны на компасный пеленгатор.

Приемник выполнен по схеме пря­мого усиления, но избирательность его определяется не контуром ферритовой антенны, а высокоизбира­тельным фильтром сосредоточенной селекции (ФСС), перестраиваемым по диапазону с помощью варикапов. Перестройка ФСС путем изменения напряжения, подводимого к варика­пам, позволила реализовать плавную настройку приемника в диапазоне 180—330 кГц, фиксированную на 8 станций. Избирательность нашего приемника выше, чем у ВЭФ-202 (40 дБ при расстройке ±6 кГц), а чувствительность не хуже чем у него (1—2 мВ/м). Выбрана одна полоса пропускания, равная 3 кГц. Как показано на рис. 1, в такую полосу про­пускания кроме пеленгуемого РМ мощных помех не попадает. Индика­тор нуля такой же, как в упоминав­шейся приставке к ВЭФ-202. Имеется система АРУ, которая может отклю­чаться, и телеграфный гетеродин. Слуховая индикация осуществляется наушниками. Питание +12 В. Актив­ная антенна выполнена на ферритовом стержне в экране, используется потоковый повторитель, для под­стройки — триммер. В результате эк­спериментов определено, что шири­на нулевой зоны составляет 15 — 20°, среднеарифметическое определения места около ±3 мили, т. е. сущест­венно более высокая точность, чем с приемником ВЭФ.