羅蘭導(dǎo)航系統(tǒng)
[拼音]:Luolan daohang xitong
[外文]:long range navigation
采用脈沖體制的雙曲線無線電導(dǎo)航系統(tǒng),英文簡稱Loran。使用中頻的羅蘭稱為標(biāo)準(zhǔn)羅蘭,1965年起改稱羅蘭A。為進(jìn)一步擴大作用距離和提高定位準(zhǔn)確度,經(jīng)過天波同步羅蘭、 低頻羅蘭、 西克蘭(CYCLAN)和西塔克(CYTAC)等發(fā)展階段,最終形成了羅蘭C。羅蘭C在作用距離與定位準(zhǔn)確度方面都優(yōu)于羅蘭A。羅蘭 A逐步為蘭羅C所取代。
羅蘭 A使用1850千赫、1900千赫、1950千赫和1750千赫4個載頻,3組共24種脈沖重復(fù)周期。羅蘭A由一個主臺和兩個副臺組成,主臺和副臺間基線長約300海里。主臺和副臺各輻射峰值功率為 100千瓦并嚴(yán)格同步的脈沖信號。主臺對兩個副臺各以一種脈沖重復(fù)周期工作。羅蘭A白天海上地波作用距離可達(dá)400~700海里,夜間約縮短三分之一,但E層折射天波可達(dá)1200~1400海里。陸上中頻信號衰減快,作用距離比海上小得多。羅蘭A的脈沖近似余弦平方,前沿21微秒,半幅度脈寬40微秒。用戶接收機接收信號后,在示波器上經(jīng)過手調(diào)測出主臺與一個副臺的到達(dá)時差,以數(shù)字表示。再測另一時差后可在印有羅蘭格網(wǎng)的海圖上找到交叉點,即用戶位置。羅蘭A定位準(zhǔn)確度一般為300~800米。
羅蘭 C使用100千赫載頻,地波作用距離可達(dá)600~1500海里。采用脈沖體制可消除天波對地波的混淆,但99%輻射能量必須限制在90~110千赫頻段內(nèi)。羅蘭C使用特殊脈沖波形(圖1),前沿陡,65微秒達(dá)到頂峰,后沿允許慢衰減,約160微秒。羅蘭C的一個重要特點是在前沿第 3個周期(30微秒)過零點上比相,可以提高定位準(zhǔn)確度。在比相點,輻射脈沖的幅度為峰值的一半。反射天波會在地波后幾千微秒出現(xiàn),故長延遲天波可能會與后續(xù)脈沖的地波重疊。羅蘭C使用8個脈沖,每個脈沖的載頻可用二相二周期互補編碼改變,或同相或180°反相。采用8脈沖相位編碼可以提高平均輻射功率,實現(xiàn)主副臺信號區(qū)分,防止天地波混淆。羅蘭C有32種重復(fù)周期可供選用,主臺增發(fā)第9脈沖是為了視覺識別主副臺和臺間告警通信(圖2)。
羅蘭C臺組用1個主臺和2~4個副臺組成,主臺和副臺間基線長度可為 600~1000海里。發(fā)射機峰值功率從幾百千瓦至4兆瓦,天線高度為180~410米,天線輻射功率為 165~1800千瓦。地波海上作用距離一般可達(dá)1200海里,夜間一次跳躍天波可達(dá)2300海里,陸上地波作用距離比海上小。羅蘭C一般定位準(zhǔn)確度為±0.12~±0.16海里(2σ),重復(fù)準(zhǔn)確度可達(dá)18~90米。
羅蘭C系統(tǒng)一般作雙曲線模式使用至少需要用3個臺。這種模式存在幾何發(fā)散現(xiàn)象,用戶離基線遠(yuǎn),定位準(zhǔn)確度隨之下降。羅蘭C系統(tǒng)也可作圓-圓模式使用,只需要用2個發(fā)射臺,但用戶需要配備精度很高的頻率基準(zhǔn)。
35千瓦以下的羅蘭C小臺組,已用于海上測量與石油開發(fā)。以差轉(zhuǎn)方式使用的羅蘭C小臺組,可取得10米上下的定位準(zhǔn)確度,適合窄水道引導(dǎo)。80年代的羅蘭C系統(tǒng)正開始利用固態(tài)器件和微處理機,可大大提高使用性能和可靠性。
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