СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕЛЕНГАЦИОННЫХ ОШИБОК СИСТЕМ АНТЕННА-ОБТЕКАТЕЛЬ САМОЛЕТА С УСТАНОВЛЕННОЙ НА НЕМ БОРТОВОЙ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИЕЙ
METHOD OF MEASURING BORESIGHT ERROR OF AIRCRAFT ANTENNA DOME FITTED WITH ONBOARD RADAR STATION

Предлагаемое изобретение относится к авиационной технике, в частности к радиолокационным устройствам, и может быть использовано для компенсации пеленгационных ошибок системы антенна-обтекатель бортовой радиолокационной техники.
Известен способ компенсации пеленгационных ошибок антенна-обтекатель [Пригода В.А. и др. «Обтекатели антенн летательных аппаратов» - М.: Машиностроение, 1970 г., стр.265-268; «Методы измерения характеристик антенн СВЧ». Под ред. Н.М.Цейтлина. - М.: Радио и связь, 1985, стр.334], состоящий в замере на стенде вносимых обтекателем ошибок пеленгации и их фиксации для разных угловых значений с последующим использованием замеренных величин в качестве вычитаемых поправок при пеленгации целей БРЛС в составе самолета.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является [RU 2162232 С1 «Способ измерения пеленгационных ошибок систем антенна-обтекатель», опубл. 20.01.2001 г.], заключающийся в измерении углового смещения электрической оси антенны на заданном угле поворота поворотного устройства с обтекателем относительно первоначального положения электрической оси антенны без обтекателя и определении зависимости пеленгационных ошибок от угла поворота поворотного устройства с обтекателем. Далее определяют зависимость углового смещения электрической оси антенны от угла поворота поворотного устройства без обтекателя, выделяют из этой зависимости составляющую углового смещения электрической оси антенны, вносимого поворотным устройством на различных углах поворота, путем исключения флюктуационной составляющей углового смещения электрической оси, вносимого дифракцией электромагнитных волн, а затем корректируют зависимость пеленгационных ошибок системы антенна-обтекатель от угла поворота поворотного устройства путем вычитания из измеренного углового смещения электрической оси антенны на заданном угле поворота поворотного устройства с обтекателем выделенной составляющей углового смещения электрической оси антенны, вносимого поворотным устройством на том же угле поворота.
В этом способе при оценке вносимых обтекателем ошибок в качестве измерителя эталонной величины углового положения облучающей испытываемую систему вспомогательной антенны используются инструментальные средства стенда, например теодолит или его аналог, измеряющий угловое положение вспомогательной антенны относительно привалочной плоскости или оси симметрии системы антенна-обтекатель.
Недостатком этого способа компенсации пеленгационных ошибок для системы антенна-обтекатель бортовой радиолокационной станции (БРЛС) является осуществление замера вносимых обтекателем ошибок инструментальными средствами стенда, по составу и размещению не соответствующими условиям фактического применения БРЛС на борту самолета. Это обстоятельство может существенно уменьшить эффективность компенсации ошибок пеленгации системы антенна-обтекатель в эксплуатации. Кроме того, использование такого метода подразумевает наличие громоздкого и дорогого стенда высокочастотных измерений и в течение всего срока службы РЛС и обтекателей, соблюдение жесткой технологической дисциплины по ведению баз данных ошибок, учету ошибок при замене и ремонте обтекателей и антенн, периодическое повторение калибровки и юстировки антенн и обтекателей. Все это усложняет и удорожает эксплуатацию бортовой радиолокационной техники. Поэтому необходима разработка процедуры измерения и учета пеленгационных ошибок системы «антенна-обтекатель», реализуемой, во-первых, в течение срока службы техники в рамках проведения регламентных работ самолета в местах его эксплуатации и, во-вторых, упрощающее приборное, методическое и организационное обеспечение проводимых работ.
Техническим результатом предлагаемого «Способа измерения пеленгационных ошибок систем антенна-обтекатель самолета с установленной на нем бортовой радиолокационной станцией» является упрощение и удешевление работ по компенсации ошибок пеленгации системы «антенна-обтекатель» бортовой радиолокационной станции (БРЛС), установленной на самолете.
Сущность предлагаемого изобретения состоит в измерении углового смещения равносигнального направления антенны на заданном угле поворота антенны с обтекателем и определении пеленгационных ошибок в зависимости от угла поворота. Новым в предлагаемом способе является то, что одновременно производят измерение бортовой радиолокационной станцией углов пеленгации установленных на земле радиолокационных отражателей антенны и определение эталонных углов пеленгации путем пересчета известных геодезических координат (широты φ, долготы λ и высоты h) радиолокационных отражателей и текущих геодезических координат самолета, формируемых его навигационной системой, а определение пеленгационных ошибок производят вычислением разницы между эталонными углами пеленгации и величинами углов пеленгации, измеренными бортовой радиолокационной станцией. Расчет углов пеленгации из геодезических координат носит название «обратной геодезической задачи в пространственной системе координат [М.Машимов. «Теоретическая геодезия». Москва. «Недра». 1991].
Измерение пеленгационных ошибок и их компенсация производится следующим образом.
Самолет, снабженный навигационной системой, определяющей его текущие геодезические координаты, летит по заданной траектории с включенной БРЛС, измеряющей углы пеленгации - азимут (A3) и угол места (УМ) наземных радиолокационных отражателей с известными геодезическими координатами. Результаты измерения угловых координат этих ориентиров регистрируются БРЛС на борту самолета в режиме реального времени. Одновременно в этой же временной шкале регистрируются текущие геодезические координаты самолета, формируемые бортовой навигационной системой. По завершении пеленгации наземных радиолокационных отражателей производят расчет эталонных величин азимута (АЗэт) и угла места (УМэт) путем решения обратной геодезической задачи для каждой точки траектории полета, где БРЛС пеленгует наземные радиолокационные отражатели, и расчет ошибок пеленгации путем вычитания из замеренных БРЛС значений A3 и УМ эталонных углов пеленгации:
ΔАЗ=А3-АЗэт, ΔУМ=УМ-УМэт.
Описанные операции могут быть выполнены как инструментальной наземной системой обработки, так собственным вычислительным комплексом БРЛС.
Полученные величины ΔАЗ и ΔУМ вносятся в двумерные массивы ΔAЗ=f(AЗ, УМ) и ΔУМ=f(АЗ, УМ) энергонезависимого запоминающего устройства (ЭЗУ) БРЛС и используются в дальнейшей эксплуатации самолета и БРЛС в качестве вычитаемых поправок при пеленгации целей в соответствии с выражениями:
АЗкорр=А3 изм-ΔАЗ,
УМкорр=УМизм-ΔУМ,
где: АЗизм, УМизм - углы пеленгации, измеренные БРЛС;
ΔAЗ=f(AЗ, УM) и ΔУМ=f(АЗ, УМ) - ошибки углов пеленгации, взятые из массивов ЭЗУ;
АЗкорр, УМкорр - откорректированные величины измеренных углов пеленгации.
Предлагаемый способ был исследован путем математического моделирования процесса пеленгации наземных целей бортовой РЛС и расчета «обратной геодезической задачи». Полученные точности поправок углов пеленгации не превысили 0,1°, что позволяет применить это метод на практике.
Использование эталонных величин углового положения пеленгуемых наземных целей данных «обратной геодезической задачи» является преимуществом предлагаемого метода определения ошибок пеленгации перед указанным прототипом, т.к.:
- устраняется необходимость наличия специального стенда антенных измерений; развертывание и эксплуатация таких стендов для бортовых РЛС в местах дислокации авиационной техники практически невозможно;
- замер пеленгационных ошибок производится для реального размещения антенны БРЛС и обтекателя на самолете, что снижает влияние неточностей, связанных с разницей состава и размещения системы на стенде и самолете;
- процедура измерения и учета ошибок может выполняться в течение срока службы техники в рамках проведения регламентных работ и облета самолета в местах его эксплуатации, не требует (за исключением наличия наземных отражателей с известными координатами) дополнительного приборного и методического обеспечения при минимальном организационном обеспечении проводимых работ.