Радиолокация на службе дальней навигации

Развитие радиолокации принесло морякам и летчикам новый способ ориентировки по радиосигналам, который оказался намного точнее того, что дает радиопеленгация. Он основан не на определении направлений, а на измерении расстояний.

Радиолокация, как мы видели, основана на применении ультракоротких волн, действие которых очень быстро ослабляется за горизонтом. Чтобы обеспечить далекие плавания и полеты, применяют более длинные волны.

На берегу, на большом расстоянии одну от другой ставят три радиостанции. Подобно радиолокаторам, они посылают в эфир короткие радиосигналы.

Излучаются волны не узким пучком, а по кругу, во все стороны, - так, чтобы их можно было принять в любом направлении. По этим сигналам определяют свое местоположение самолеты и корабли.

Среди трех радиостанций одна является главной, или ведущей. Ей подчиняются две другие. Они расположены так, что главная станция оказывается между подчиненными (ведомыми).

На главной станции имеется два радиопередатчика. Каждый из них работает в паре с какой-нибудь из подчиненных радиостанций. Образуется две пары станций. Каждая пара работает независимо от другой, но задача у них общая.

Рассмотрим работу одной пары станций.

Ведущая станция посылает короткий радиосигнал, который принимается ведомой станцией. Принятый сигнал автоматически включает радиопередатчик ведомой станции, которая посылает на тон же волне свой радиосигнал.

Рис. 1. Чтобы обеспечить далекие плавания и полеты, на берегу на большом расстоянии одна от другой ставят три радиостанции.

Таким образом, до корабля доходят два коротких сигнала. Они приходят не одновременно, сигнал подчиненной станции всегда немного запаздывает.

Радиосигналы принимаются специальным радиоприемником и действуют на электроннолучевую трубку. На ее экране появляются световые отметки: одна от сигнала главной, другая от сигнала подчиненной станции.

Главная станция посылает сигналы несколько раз в секунду. Столько же раз в секунду на экране возникают светящиеся отметки от обеих станций. Образуется негаснущая картина двух острых выступов, разделенных некоторым промежутком.

Что же определяет длина этого промежутка? Может быть, расстояние до какой-нибудь радиостанции?

Нет.

Радиоприемник регистрирует только тот момент, когда сигнал достигает корабля. А момент, когда сигнал посылается, он определить не может, поэтому расстояние до радиостанций непосредственно узнать нельзя.

Промежуток между выступами определяет, насколько одна станция расположена дальше другой. На поверхности моря можно отыскать несметное количество таких точек, которые имеют ту же разность расстояний до береговых станций, что и корабль.

Оказывается, эти точки разбросаны не как попало, а образуют плавную линию, которая называется гиперболой. Математики не только придумали звучное название для таких линий, но и очень хорошо изучили их свойства.

Если известно положение двух опорных точек, легко построить вокруг них сколько угодно гипербол.

Такая кривая интересна тем, что любая ее точка имеет одну и ту же разность расстояний до двух определенных, так называемых опорных точек. Другая гипербола располагается где-то рядом, но имеет уже иную разность расстояний до этих точек.

Таким образом, когда штурман измеряет расстояние между светящимися выступами на экране, он определяет, на какой из всех возможных гипербол находится корабль. Но о местоположении он сказать пока ничего не может.

Для определения, в какой точке найденной гиперболы находится корабль, служит другая пара радиостанций. Она работает так же, как и первая пара, но посылает радиосигналы либо немного чаще, либо чуть реже.

Оператор переключает электроннолучевую трубку на прием сигналов второй пары станций, и на светящейся линии появляется два новых выступа. По расстоянию между ними он определяет вторую гиперболу, на которой находится корабль.

Две гиперболы пересекаются. Точка пересечения и есть положение корабля.

Дальность действия данной системы навигации достигает двух с лишним тысяч километров. Впервые она предложена советским инженером Э. М. Рубчинским (1938 г.).

Американцы воспользовались этой системой и назвали ее Лораном. Они пытаются присвоить себе русский приоритет и скрывают имя подлинного изобретателя.

Разность расстояний можно измерять не только по запаздыванию радиосигналов, но и по интерференции радиоволн, как в радиодальномерах. На этом принципе советских ученых Л. И. Мандельштама и Н. Д. Папалекси разработана навигационная аппаратура очень высокой точности.

Хотя станции в этом случае работают иначе, местоположение корабля и самолета находится тоже по пересечению двух гипербол. Англичане скопировали эту систему навигации и назвали ее системой Декка. Они, так же как и американцы, умалчивают о том, что пользуются открытиями советских ученых.

Для того и другого способа изготовляются специальные географические карты. На них заранее печатается двойная сетка гипербол. Эти линии пересекают район действия станций вдоль и поперек.

Штурману не нужно делать никаких расчетов. Взглянув на экран электронной трубки, он определяет номера двух гипербол, а затем находит их на карте. Точка, где они пересекаются, укажет положение корабля или самолета. На такое определение координат тратится не более двух - трех минут.

Далеко-далеко, на расстоянии сотен и тысяч километров от берега плывут корабли, летят самолеты. Они не могут затеряться в бескрайних просторах моря и неба. К ним все время приходят незримые волны далеких береговых радиостанций.

По этим станциям штурман может определить свое местоположение. Ему не нужно «ловить» солнце или звезды. В любое время, при любой погоде сумеет он по радио отыскать свою дорогу. Путеводные радиосигналы, доносящиеся с берега, не дадут сбиться с пути.

Продолжение: Корабль входит в порт - радиолокация.

Источник: Ф. Честнов - "В мире радио", 1954г.