Вопрос Измерение инструментальной точности пеленгования в АРП Платан

Vasilich

Участник
Сообщения
159
Репутация
8
Баллы
18
Доброго времени суток, авиаторы.
Объясните, пожалуйста, физику процесса измерения инструментальной точности пеленгования в АРП Платан.
Поясню. Взять к примеру измерение амплитудной неидентичности вибраторов АС. Здесь всё понятно. На вход выбранного канала поочерёдно, с помощью переключателей "КАЛИБРАТОР" и тумблера "0/22,5", коммутируются последовательно все 16-ть кольцевых вибраторов. На выходе канала с помощью осциллографа фиксируется амплитуда контрольного сигнала, принятого очередным вибратором. Затем, по известной формуле, "в ручную" производится расчёт амплитудной неидентичности вибраторов. При измерениях контрольный сигнал формируется ГКА и излучается центральным вибратором, находящимся в геометрическом центре АС, т.е. на равном удалении от всех 16-ти кольцевых вибраторов.
При измерении фазовой неидентичности контрольный сигнал формируется и излучается также, как и при измерении амплитудной неоднозначности, только вычисляется разность набега фаз контрольного сигнала, принятого каждым из кольцевых вибраторов. Расчёт производит микропроцессор ПБ.

А вот по измерению инструментальной точности пеленгования в АРП у меня такой ясности нет.
 

ultra_novice

Пользователь
Сообщения
50
Репутация
0
Баллы
6
Вроде автор сайта www.nazim.ru - был одним из конструкторов "Платана" (хотя последних моделей). Я так только с данными от АРП работаю, чисто сравниваю (точнее сравнивал) их с локационными данными ВС, хоть все и программно было, но и статистика сильно долго копилась.
 

Tnemo

Участник
Сообщения
161
Репутация
7
Баллы
18
Если вы оценили фазовую ошибку для каждого из вибраторов, то можете оценить инструментальную погрешность АРП. Физика процесса такова: на "идеальную" принимаемую фазовую огибающую пеленгуемого сигнала накладывается фазовая огибающая ошибки вибраторов. Последнюю можно определить как первую гармонику последовательности фазовых ошибок из 16 вибраторов (первая гармоника - частота "вращения" антенной системы).

Если представить принимаемый сигнал как вектор, модуль которого - амплитуда фазовой огибающей вибраторов антенной системы, т.е. максимальная девиация фазы, а угол поворота - это пеленг источника сигнала, то в связи с наличием фазовых погрешностей вибраторов антенной системы этот вектор будет складываться с аналогичным вектором - первой гармоникой ошибки, которая также имеет свою амплитуду (максимальная величина фазовой ошибки) и фазу - случайное значение.

Наличие этого вектора ошибки вызывает изменение угла суммарного вектора, и это изменение будет погрешностью измерения пеленга. Следует иметь в виду, что эта погрешность будет зависеть от угла прихода сигнала.

Если я ответил не на тот вопрос, сформулируйте задачу плиз еще раз
 

Vasilich

Участник
Сообщения
159
Репутация
8
Баллы
18
Добрый день! Спасибо за ответы.
Хотелось бы уточнить следующие моменты.

Физика процесса такова: на "идеальную" принимаемую фазовую огибающую пеленгуемого сигнала накладывается фазовая огибающая ошибки вибраторов.
При измерении инструментальной точности источником пеленгуемого сигнала является центральный вибратор АС АРП. В этом случае "идеальная" фазовая огибающая, как я понимаю, вырождается в прямую линию. То есть, на выходе мы будем иметь только фазовую огибающую ошибки. Правильно?

Следует иметь в виду, что эта погрешность будет зависеть от угла прихода сигнала.
Зависимость погрешности от угла прихода сигнала определяется фазовой неиднтичностью вибраторов, точнее сказать их местоположением в АС, так?

И последнее, зачем при измерении инструментальной точности изменять положение переключателя "КАЛИБРАТОР"? Что он в этом случае коммутирует? Определяет "первый" вибратор с которого начинается "вращение" антенны?
 

Tnemo

Участник
Сообщения
161
Репутация
7
Баллы
18
При измерении инструментальной точности источником пеленгуемого сигнала является центральный вибратор АС АРП. В этом случае "идеальная" фазовая огибающая, как я понимаю, вырождается в прямую линию. То есть, на выходе мы будем иметь только фазовую огибающую ошибки. Правильно?
Да, так оно и есть. Чтобы понятие инструментальной погрешности имело смысл, нужно учитывать характеристики сигнала (угол прихода и частоту). Чем выше частота тем больше девиация фазы и лучше точность (меньший вклад фазовой неидентичности вибраторов)

Зависимость погрешности от угла прихода сигнала определяется фазовой неиднтичностью вибраторов, точнее сказать их местоположением в АС, так?
Да

И последнее, зачем при измерении инструментальной точности изменять положение переключателя "КАЛИБРАТОР"? Что он в этом случае коммутирует? Определяет "первый" вибратор с которого начинается "вращение" антенны?
Этот переключатель всего лишь меняет начало отсчета. С таким же успехом можно выполнять измерения начиная не с первого а с последующих вибраторов. Его использование имело смысл в старых (аналоговых) реализациях, где искажения ортогональных составляющих сигнала можно было поймать на разных углах.

Практически, этот переключатель - фейк. В первых образцах Платана его не было
 

Vasilich

Участник
Сообщения
159
Репутация
8
Баллы
18
Добрый вечер! Спасибо за ответ.

Чем выше частота тем больше девиация фазы и лучше точность (меньший вклад фазовой неидентичности вибраторов)
Действительно, на практике фазовая, да и амплитудная (?) неидентичность вибраторов меньше на частоте 135 МГц, чем на 120 МГц. Аналогично ведёт себя и инструментальная погрешность.

Этот переключатель всего лишь меняет начало отсчета.
Тем самым он имитирует при измерении инструментальной точности изменение направления прихода сигнала. (Так-как положение контрольной антенны при измерении неизменно - она находится в центре АС). На практике наблюдается зависимость абсолютной ошибки измерения от положения этого переключателя. Так-что этот переключатель, по-моему разумению, не совсем фейк.

Ранее Вы писали. "Суть этого трюка заключается в следующем. В антенной системе сигнал кольцевого вибратора сносится по спектру на частоту скажем 5550 Гц с помощью однополосного модулятора. После этого он суммируется с сигналом кольцевого вибратора и дальше идет на вход приемника. В приемном тракте возникают биения частоты модуляции 5550 Гц, которые выделяются амплитудным детектором. В детектированном сигнале сохраняются все фазовые соотношения между кольцевыми и центральным вибратором, что является принципиальным для фазовой угломерной системы."

Я думаю, что кроме явной экономии (уменьшения количества требуемых приёмников ровно в два раза) у этого трюка есть ещё одно предназначение. Без него, даже увеличив количество приёмников (стандартных бортовых типа "Баклан", "Юрок" и т. п.) в два раза, мы не сможем ничего запеленговать. Т.к. на выходе трактов ПЧ этих приёмников стоят амплитудные детекторы, а они абсолютно нечувствительны к фазе приходящего сигнала.
 

Tnemo

Участник
Сообщения
161
Репутация
7
Баллы
18
На практике наблюдается зависимость абсолютной ошибки измерения от положения этого переключателя
Это уже интересно. Можно конечно предположить, что в программе также имитируется приходящий сигнал, который складывается с фазовой ошибкой. Тогда для проверки инструментальной погрешности нужно задавать "пеленгуемую" частоту (для корректной установки девиации фазы). В противном случае возникает вопрос о причине зависимости ошибки от положения калибратора.

Я думаю, что кроме явной экономии (уменьшения количества требуемых приёмников ровно в два раза) у этого трюка есть ещё одно предназначение. Без него, даже увеличив количество приёмников (стандартных бортовых типа "Баклан", "Юрок" и т. п.) в два раза, мы не сможем ничего запеленговать. Т.к. на выходе трактов ПЧ этих приёмников стоят амплитудные детекторы, а они абсолютно нечувствительны к фазе приходящего сигнала.
Да, для этого все и было задумано, чтобы использовать покупные приемники с амплитудным детектором. Сигнал, перенесенный на поднесущую, сохраняется после детектирования, что позволяет работать с фазой точно также как для несущей.

Цена такого решения - потеря чувствительности, сложности в настройке однополосного модулятора, ну и конечно стоимость.

Для АРП нужен специализированный приемник и специальные меры по обеспечению идентичности каналов центрального и кольцевого вибраторов
 

VIRGA

Эксперт
Сообщения
668
Репутация
83
Баллы
28
С удовольствием слежу за обсуждением технических тонкостей в архитектуре АРП.
Как это не похоже на стиль дискуссии громадного большинства форумов.
Только грызут смутные сомнения. Насколько необходим в практике обслуживания воздушного движения сам АРП? Не пришел ли на смену крестьянской лошадке железный конь?
 

Tnemo

Участник
Сообщения
161
Репутация
7
Баллы
18
С удовольствием слежу за обсуждением технических тонкостей в архитектуре АРП.
Как это не похоже на стиль дискуссии громадного большинства форумов.
Только грызут смутные сомнения. Насколько необходим в практике обслуживания воздушного движения сам АРП? Не пришел ли на смену крестьянской лошадке железный конь?
С точки зрения идеологов ИКАО, АРП не нужен. Также эта политика предусматривает замену ВРЛ на АЗН-В. Сейчас видимо пик эйфории по поводу GPS технологий начинает спадать, не в последнюю очередь благодаря уязвимости выбранного канала передачи данных (не вижу никаких инженерных проблем создать постановщик ложных целей в районе аэродрома).

Предполагаю, что АРП существует только благодаря диспетчерам: снижает нагрузку на психику когда разговариваешь с тем же, кого видишь. И как независимое от радиолокационных каналов и софта АС УВД средство.
 

VIRGA

Эксперт
Сообщения
668
Репутация
83
Баллы
28
Предполагаю, что АРП существует только благодаря диспетчерам: снижает нагрузку на психику когда разговариваешь с тем же, кого видишь.
Думаю также. Но тогда борьба за повышение точности пеленгования теряет смысл. Показывает полушарие, да и ладно.
 

Tnemo

Участник
Сообщения
161
Репутация
7
Баллы
18
Думаю также. Но тогда борьба за повышение точности пеленгования теряет смысл. Показывает полушарие, да и ладно.
Как минимум линия пеленга должна пройти через отметку ВС. Еще лучше - поставить два АРП, существенно сократив размер антенной системы и объем оборудования.

Rohde & Schwarz пришли к 9-ти элементной антенне для АРП и испольуют методы сверхразрешения MUSIC для улучшения точности. Отечественным поставщикам тоже было бы неплохо двигаться в этом направлении, выделив соответствующие средства на R&D.

Если говорить про АРП "Платан", то даже в текущей конфигурации объем оборудования избыточен: шкаф заполнен только наполовину, стандартные радиоприемники можно легко заменить на специализированные платы. Про систему электропитания, обогрева и кондиционирования и говорить нечего. Кузов убирается и вся аппаратура укладывается в термостабильный всепогодный блок, который крепится на мачте антенной системы: заодно и никаких проблем с землеотводом.

Оборудование АДУ, под которое выделен целый шкаф, вообще можно расположить в блоке размером с книжку (исключая монитор).
 

VIRGA

Эксперт
Сообщения
668
Репутация
83
Баллы
28
Еще лучше - поставить два АРП
С учетом нахождения на одном азимуте, тогда уж три штуки. Может и стоит платить цену за душевное спокойствие диспетчера, кто знает. А вот минимизация аппаратной части не помешала бы. Правда в условиях практического монополизма накачивание железяками ведет к накачке вожделенной цены.
С точки зрения чистого искусства Вы конечно правы.
 

Tnemo

Участник
Сообщения
161
Репутация
7
Баллы
18
С учетом нахождения на одном азимуте, тогда уж три штуки. Может и стоит платить цену за душевное спокойствие диспетчера, кто знает. А вот минимизация аппаратной части не помешала бы. Правда в условиях практического монополизма накачивание железяками ведет к накачке вожделенной цены.
С точки зрения чистого искусства Вы конечно правы.
Как здесь уже говорили, пока нет такой силы которая изменит монопольное положение традиционных поставщиков. Поэтому изготовление и продажа КУНГов будет доходным бизнесом.

С учетом распространенности радиопеленгаторов и дальности действия АРП, есть смысл объединять их в систему. Несколько лет назад Иркутск планировал такое решение в укрупненном центре, правда не знаю, довели они его до конца или нет
 

Vasilich

Участник
Сообщения
159
Репутация
8
Баллы
18
Добрый вечер!

Как минимум линия пеленга должна пройти через отметку ВС.
Именно. Сам слышал в эфире. В зоне аэродрома "крутились" два Ми-8 (без ответчиков) и в это же время через зону проходил Ан-24. Диспечтер отвёл вертушки в сторону, а потом запутался кто из них кто. И попросил одного из них дать "нажатие" для опознавания. При этом, естесственно, "лучик" пеленга на мониторе у диспетчера должен пройти через отметку от цели.

Это уже интересно. Можно конечно предположить, что в программе также имитируется приходящий сигнал, который складывается с фазовой ошибкой. Тогда для проверки инструментальной погрешности нужно задавать "пеленгуемую" частоту (для корректной установки девиации фазы). В противном случае возникает вопрос о причине зависимости ошибки от положения калибратора.
Измерения проводятся на 4-х частотах: 120, 125, 130, 135 МГц. Поочерёдно они вводятся с клавиатуры в процессор для настройки приёмников, возможно, что и для корректной установки девиации фазы. На неделе посмотрю ещё раз по предидущим записям как ведёт себя ошибка в зависимости от положения переключателя.

Да, для этого все и было задумано, чтобы использовать покупные приемники с амплитудным детектором. Сигнал, перенесенный на поднесущую, сохраняется после детектирования, что позволяет работать с фазой точно также как для несущей.

Цена такого решения - потеря чувствительности, сложности в настройке однополосного модулятора, ну и конечно стоимость.

Для АРП нужен специализированный приемник и специальные меры по обеспечению идентичности каналов центрального и кольцевого вибраторов
Первый раз с квазидоплеровским АРП познакомился в конце 90-х занимаясь радиоконтролем. Потом периодически приходилось с ними иногда сталкиваться. Так вот, те АРП совсем не имели центрального вибратора. В них использовались сканирующие приёмники типа AR-3000, имеющие на выходе тракта ПЧ частотные детекторы. Соответственно после ЧД сигнал через ФВЧ (с частотой среза выше частоты "вращения " антенны, в ПЛАТАНЕ частота "вращения" хорошо прослушивается в контрольном устройстве) шёл на слуховой контроль и на запись, а через ФНЧ - на ФД для выделения сигнала ошибки, соответствующего пеленгу.
Кстати, по такой схеме строятся любительские пеленгаторы http://www.radioscanner.ru/forum/topic35707.html
Главный недостаток АРП без центрального "опорного" вибратора - чувствительность к случайным флюктуациям фазы принимаемого сигнала.
 
методы сверхразрешения MUSIC
Что за метод, как работает?

(не вижу никаких инженерных проблем создать постановщик ложных целей в районе аэродрома).
Полностью с Вами согласен. В соседней ветке приводил соответствующую ссылку на статью из журнала "Радио" по этой же теме:
ftp://ftp.radio.ru/pub/2017/10/4.pdf
 

VIRGA

Эксперт
Сообщения
668
Репутация
83
Баллы
28
С учетом распространенности радиопеленгаторов и дальности действия АРП, есть смысл объединять их в систему. Несколько лет назад Иркутск планировал такое решение в укрупненном центре, правда не знаю, довели они его до конца или нет
Это имеет смысл в укрупненных центрах и в случаях, когда трасса не по линии, соединяющей точки установки АРП. Нужен третий нелишний. Да и трассовые ВС, как правило, оборудованы транспондерами. Вертолеты, как в примере Vsilicha, там не крутятся. Не вижу вариантов применения этой схемы и на аэродроме с установкой 3-х пеленгаторов. Одного стоящего вполне достаточно для реальных ситуаций.
 

Tnemo

Участник
Сообщения
161
Репутация
7
Баллы
18
Именно. Сам слышал в эфире. В зоне аэродрома "крутились" два Ми-8 (без ответчиков) и в это же время через зону проходил Ан-24. Диспечтер отвёл вертушки в сторону, а потом запутался кто из них кто. И попросил одного из них дать "нажатие" для опознавания. При этом, естесственно, "лучик" пеленга на мониторе у диспетчера должен пройти через отметку от цели.
Еще один хороший аргумент в пользу АРП

Измерения проводятся на 4-х частотах: 120, 125, 130, 135 МГц. Поочерёдно они вводятся с клавиатуры в процессор для настройки приёмников, возможно, что и для корректной установки девиации фазы. На неделе посмотрю ещё раз по предидущим записям как ведёт себя ошибка в зависимости от положения переключателя.
При задании частоты процессор учитывает эти значения в обработке, потому что на девиации основан алгоритм устранения фазовой неоднозначности. Точно можно узнать, как именно считается инструментальная погрешность - это вручную пересчитать все значения.

Главный недостаток АРП без центрального "опорного" вибратора - чувствительность к случайным флюктуациям фазы принимаемого сигнала.
Такая схема обработки была также в АРП-АС - пеленгаторе из состава АС УВД Стрела. Таким образом решали проблему перекрытия диапазона 100 - 400 МГц: в верхней части фазовая огибающая начинает разваливаться из-за большой фазовой неоднозначности. В составе АРП-АС был частотный детектор, который работал на переходах сигнала между вибраторами. Конечно, чувствительность и точность этого метода были низкими. В нижней части диапазона вообще все было плохо.

Что за метод, как работает?
Метод MUSIC (MUltiple Signal Classification) предназначен для различения множественных сигналов, принимаемых антенной решеткой. Это актуально для снижения погрешности, вызванной переотражениями от местных предметов. Там чистая математика, основанная на собственных числах и векторах. Планировал написать статью на эту тему с более - менее внятным объяснением физического смысла этого действа. Если напишу, поделюсь
 

Vasilich

Участник
Сообщения
159
Репутация
8
Баллы
18
Доброго дня!
Предполагаю, что АРП существует только благодаря диспетчерам: снижает нагрузку на психику когда разговариваешь с тем же, кого видишь.
На днях сам наблюдал это на КСА "Альфа". Действительно - очень наглядно.

Тоже на днях у нас заходил на посадку рейсовый Ан-24 с курсом, временно не оборудованным ИЛС, осталось только ОСП. Так КВС по ходу снижения несколько раз запрашивал обратный пеленг у диспетчера (у нас два пеленгатора, один на ОРЛ-А, другой на осевой ВПП - так вот с него).
 
Доброго дня всем!
Продолжу тему. Заинтересовала меня функция переключателя "СИГНАЛЫ" на ПБ. Как я понял он коммутирует на вход пеленгационного канала сигналы от РПУ (положение РПУ) и внутреннего имитатора (положениz ФМС, cos, sin, cos, sin). Так вот, при установке переключателя в положение ФМС - индицируется пеленг 359,ХХ -0,ХХ. Что, как я понимаю, верно. А вот в положениях cos, sin, cos, sin, как я понимаю, должны ндицироваться 90, 180, 270, 360 гр., а на индикаторе в этих положениях - 0,00. Почему?
 
Tnemo, я надеюсь, в первую очередь на Ваш квалифицированный ответ. Если Вас это не затруднит. В РЭ на ПБ про этот переключатель написано очень скудно. При регламентах этот переключатель не используется. Мне ведущий (в шутку, конечно) даже запрещал им "щёлкать".
 

Tnemo

Участник
Сообщения
161
Репутация
7
Баллы
18
В РЭ на ПБ про этот переключатель написано очень скудно. При регламентах этот переключатель не используется. Мне ведущий (в шутку, конечно) даже запрещал им "щёлкать".
Есть возможность показать фото этой панели? Насколько я помню, в первых версиях Платана этого переключателя не было. Он был в пеленгаторах предыдущих версий, и с его помощью формировались значения sin, cos и так далее в виде чистого гармонического сигнала с соответствующими фазовыми сдвигами, в зависимости от положения переключателя. Конечно пеленга от такого сигнала не будет, потому что фазовая огибающая выродится в прямую линию.

Эти сигналы использовались для настройки и проверки фазовых соотношений в тракте, в эксплуатации это практически не нужно. По мере того как обработка из аналоговой области переходила в цифровую, надобность в этом переключателе отпала. Трудно предположить зачем его поставили.

Конечно лучше его не трогать, потому как можно забыть в положении отличном от подключения к приемнику )
 

Vasilich

Участник
Сообщения
159
Репутация
8
Баллы
18
Tnemo, спасибо, что откликнулись. Фото панели ПБ сегодня сделать не получилось, не был на удалённом объекте. Но его можно посмотреть на стр. 142 этого документа:
ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНЫЙ КУРС
«АВТОМАТИЧЕСКИЕ РАДИОПЕЛЕНГАТОРЫ АРП-75(80), ПЛАТАН. ПОСТРОЕНИЕ И
ЭКСПЛУАТАЦИЯ».
Он находиться в разделе ресурсы данного сайта. У нас, как раз, ПЛАТАН версия 1 (так в этом пособии).

Вот ещё выдержки из РЭ на ПБ, касающиеся обсуждаемого вопроса:
IMG0205A.jpg IMG0206A.jpg IMG0207A.jpg

Ещё раз повторюсь, что при переводе переключателя СИГНАЛЫ в положение ФМС, по всем каналам "отбивается" пеленг на "СЕВЕР", т.е. значение пеленга колеблерся в интервале примерно от 359,5 до 0,5 градусов. А вот положения sin, cos, sin, cos никак себя не проявляют.
 

Tnemo

Участник
Сообщения
161
Репутация
7
Баллы
18
Посмотрел пособие, если у вас пеленгационный блок как на рисунке 4.2.3, то это достаточно старая система. Это немного переработанный АРП "Комар-2", который разрабатывался для встраивания в РЛК Tesla-Pardubice:
http://www.nazim.ru/wp-content/uploads/2017/11/komar-2.jpg

Теперь понятно, откуда ноги растут. Как я писал выше, значения переключателя sin, cos не нужны, в эксплуатации они бесполезны.

Кстати, поиск по форуму работает криво
 
Сверху Снизу