FALA ELEKTROMAGNET-jest to na przemian pole magnet i elektr, jedno wywołuje drugie. Jest to rozchodz się w próżni lub ośrodku materialnym fala wywołana zmianą rozkładu przestrzeni ładunków elektr przejawiająca się zmianami natężenia pola magnet i elektr. Tworzą ją składowe magnetyczne i elektr prostopadłe do siebie zmienne w czasie :

indukcja elektryczna

{ε_{r - przenikalność w próżnia danego ośrodka w którym fala się rozprzestrzenia}

E - _{sektor natężenia pola elektro magnet} }

indukcja magnetyczna

H- _{wektor natężenia pola magnetycznego}

Rodzaje fal :

-fala poprzeczna : brak składowych E i H w kierunku rozchodzenia się fali

-fala TE : występuje składowa H wzdłuż kierunku rozchodzenia się fali

-fal TM występuje składowa E zgodnie z kierunkiem rozchodzenia się fali

FAZA FALI- zespół wartości parametrów opisujących stan drgań ośrodka w danym punkcie (wartość natężenia pola elektr i magnet)

DŁUGOŚĆ FALI - odległość między dwoma sąsiednimi punktami w przestrzeni których natężenie pola jest jednakowe

CZOŁO FALI - pow falowa oddzielając obszar od którego ta fala już dotarła od obszaru w którym jej jeszcze nie ma

OKRES FALI - stos długości fal do prędkości fazowej fali elektromagnet :

CZĘSTOTLIWOŚĆ FALI - odwrotność okresu

PRĘDKOŚĆ FAZOWA - prędkość zmienna, większa od prędkości światła, prędkość z jaką przemieszcza się faza fali >3⋅10⁸

c - _{prędkość fali elektromagnet w próżni}

n - _{współczynnik refrakcji}

PRĘDKOŚĆ GRUPOWA - prędkość z jaką przemieszcza się pakiet falowy powstały przez nałożenie się fal o różnych długościach

POLARYZACJA FALI ELEKTROMAGNET - występuje w przypadku fal poprzecznych polega na uporządkowanych kierunkach drgań wektorów natężenia pola elektr i magnet.

PŁASZCZYZNA DRGAŃ - utworzona w kierunku której znajdują się wektory pola elektrycznego

PŁASZCZYZNA POLARYZACJI - to suma wektorów pola magnetycznego.

WYRÓŻNIAMY 3 RODZAJE POLARYZACJI : eliptyczna-występuje wówczas gdy końce wektorów E i H zakreślają w określonym punkcie przestrzeń - elipsę, a w kierunku rozchodzenia się fali linię śrubową; liniowa - drgania wektor E powstają we wszystkich punktach wzdłuż promienia fali w tym samym kierunku; pozioma- wektor E równoległy do pow ziemskiej pioniwa - wektor E prostopadły do pow ziemskiej

REFRAKCJA - zmiana kierunku rozprzestrzeniania się fali elektr przy przejściu z jednego ośrodka w drugi

DYFRAKCJA - zjawisko ugięcia się fali na przeszkodzie (zjaw korzystne)

INTERFERENCJA - nakładanie się fal elektromag o jednakowej cz (zjaw niekorzystne- wygaszanie amplitudy bądź zwielokrotnienie ampl drgań)

OŚRODKI PROPAGACJI - obszar przestrzeni char się zbliżonymi wart parametrów wpływających na propagację Wyróżniamy : warstwa pow ziemi, troposfera, jonosfera, woda morska, próżnia.

Troposfera - do 18km nad równikiem, 9 km nad biegunami. Najważnij czynniki to zjawiska meteo - mają wpływ na propagację fal elektrom, długość, kier rozch się.

Jonosfera - dzieli się na D, E, F₁, F₂, - w zal od warunków te warstwy pojawiają się lub zanikają. Czynnikiem jest wart zjonizowania gazu wpływ na propagację decyduje o tym : 1.promieniowanie słoneczne, w ciągu dnia stopień zjonizowania jest wysoki, pojawia się warstwa D która nie pozwala rozchodzić się fali w postaci jonosferycznej. 2.promieniowanie kosmiczne. 3.pył kosmiczny. 4.meteoryty. 5.wybuchy słoneczne.

PODZIAŁ FALI ELEKTROMAGNET :

f.radiowe rozchodzą się w zal od częstotliw.

10-30kHz VLF 225kHz LF

300kHz-3MHz MF 3MHz-30MHz HF

30MHz-300MHz VHF 300MHz-3GHz UHF

3GHz-30GHz SHF 30GHz-300GHz GHF

FALA BEZPOŚREDNIA - m p nadaw a odbior

FALA TROPOSFER - f.rozchodząca się w troposferze F.JONOSFERYCZNA - ulega ugięciu w jonosferze, odbija się od jonosfery, powraca w kier ziemi i znów się odbija, zależy ona od częst fali

Zakłócenia propagacji f.troposferycznej : zjawiska atmosf, rozproszenie fali w troposferze na ośrodku rozpraszającym (powoduje osłabienie fali - jej ener.), wyładowania na słońcu co (11lat), zakłócenia galaktyki.

RADIONAMIERZANIE - określanie kierunku z jakiego przychodzą fale elektromagnet. Wykorzystywane są w tym 2 pasma : fale śr 250-550kHz, fale ultra krótkie 110-180MHz.

Podstawą RN jest antena ramowa.

W wyniku obrotu anteny ramowej w polu elektromag w prętach anteny zostaje zaindukowana siła elektromag SEM której wart będzie zmieniała się w zal od kąta padania fal elektromag.

Na wejściu anteny ramowej dołączona jest ant prętowa o char bezkierunkowej. Służy do określania strony radionamiaru.

U_r- z ant radarowej oraz U₁ o właściw bezkierunkowych dla przypadku równych amplitud oraz obu napięć. Char kardioidalna (ma 1 min, powstałe z sumowania zgodnych w fazie napięć). Char kierunkowa otrzymana po zsumowaniu zgodnych w fazie napięć.

Char kierunkow otrzymana po zsumowaniu przesuniętych wzgl siebie o 90° napięcia U_r z ant ramowej i U_z o właściwościach bezkierunkowych dla przypadku U_z<U_rmax.

O wielkości zindukowanego napięcia decyduje pow ramy.

Krzyżowa ant ramowa i goniometr.

Gonimetr to 2 cewki ustawione do siebie pod kątem 90° + trzecia cewka szukająca która poł jest z pokrętłem radionamiernika. Ukł. Adcocka - antena stos w radionamiern ultrakrótkofalowych.

RODZ RADIOLATARNI - RC (bezkierunkowe w spos ciągły nadające lub z zaznaczeniem czasu nadawania)AeroRC (wykorzystywane przez samoloty, może dochodzić jednak do błędów radionam), RG radiolat świadcząca usługi radionamierzania RD (radionabieżnik)

Zjawiska niekorzystne przy radionamierz

EFEKT ANTENOWY - spowodowany jest asymetrią obwodu wejściowego i niedokładnym ekranowaniem wejścia odbiornika.

EFEKT NOCNY - ef odbicia od jonosfery na skutek czego następuje zmiana polaryzacji (błędy do kilku stopni) dot głównie dużych odległości.

EFEKT BRZEGOWY - zmiana kier rozchodzenia się fali elektromag wywołana przejściem fali nad granicą ośrodków lądowego i wodnego.

RADIODEWIACJA - różnica między NR a radionamiarem.

Czynniki wpływające na radiodewiację : zanurzenie statku, przechył, zmiany konstrukcyjne, żegluga po stałym kursie przez dłuższy czas, rodz ładunku.

Namiar obcy :

QTE - prośba o podanie namiaru

QTF - prośba o podanie pozycji

Np. : {4520}szer {2520A}dłg+kl.dokładności

{1415DAG}czas namiaru+sygn rozpoz stacj

{QTH4820 1220} p stcj jeżeli jest ruchoma

Podział ze względu na zasięg sys :

Globalny(sys za pomocą którego można określić poz w dow pnkt na pow ziemi)Dalekiego zasięgu(gdy poz w danym sys można określić do kilku tys Mm np. Loran-C) Śr zasięgu (dokilkuset Mm od stacji nadawczej np Decca) Bliskiego zas (stos do badań hydrograf, zas do kilkunastu Mm od stacji)

ZASIĘG SYSTEMU - to obszar w obrębie którego można określić poz wykożystując ten sys. Często podawany w Mm jako odległość którą można określić od danego miejsca.

Podział ze względu na rodz wykonywanych pomiarów: sys hiperboliczne (stos się pomiar różnicy odległości), stadiometryczne (do pomiarów odległości wykorzystuje się pomiaru czasu lub fazy)

SYSTEMY ODZEWOWE - nadajemy sygnał z miejsca odzewu sygnału; pomiar czasu.

SYSTEMY CZYNNE - statek posiada nadajnik i odbiornik, wysyła sygnał pytający wymuszający odzew.

Do określenia pozycji potrzebne są 2 linie pz : linia bazy - łącząca 2 stacje w sys hiperbol; pomiar różnicy czasu odbywa się za pomocą pomiaru czasu lub różnicy fazy.

Aby wyeliminować jednoznaczność wprowadzono kolejność nadawania najpierw nadaje jedna potem druga .

CZĘSTOTLIWOŚĆ NOŚNA - cz na jakiej pracuje dany system (cz podstawowa).

Częst zależy od zasięgu, dokładności danego systemu.

Ilość i rozmieszczenie stacji- stacje w systemach radionaw są grupowane tzw: łańcuchy: sys stadiom(dwie stacje), sys hiperbol(min 3 stacje).

ZASIĘG STACJI- odległość stacji w jakiej sygnał jest odbierany.

ZASIĘG ŁAŃCUCHA- obszar w obrębie którego istnieje określenie pozycji z danego łańcucha.

NASYCENIE SYSTEMU-określa ilu użytkowników może jednocześnie korzystać z danego syst (syst stadi to nasycone- określona li użytkow; Decca, Loran nienasycone).

Rodzaje odbiorników: I generacji (wyświetla linię poz we współrzędnych lub stadiomet) II gene (przeliczają współ stadio i hiper na współ geograficzne.

Linie pozycyjne

Systemy stadiomet (pomiar czasu-linia jednoznaczna, pomiar fazy-linia jednoznaczna w obrębie pasa stadiometry)

Systemy hiperboli (pomiar różnicy czasu-linia dwuznaczna, pomiar różnicy fazy-jednoznaczna w obrębie pasa hiper)

Identyfikacja stacji-w syst stadiometrt w syst biernym I rodzaj-różnica częst stacji,

II rodzaj - stacje nadaje na tej samej częst wówczs identyfikacja nastę wg kolejności emisji. Linia poz w syst stadiometr opisywana jest symbolami stacji oraz mierzonym parametrem(lub wartością pasa stadiometry). W syste hiperbol w celu wyeliminowania dwuznaczno lini poz wprowadzono zróżnicowanie w pasie emisji różnych stacji(kolejność emisji jest ściśle określona). Linia poz opisywana jest oznaczeniem łańcucha i zmierzoną różnicą czasu.

DOKŁADNOŚĆ WZGLĘDNA -zdolność do odtwarzania wcześniej wykonanych pomiarów.

DOKŁADNOŚĆ BEZWZGLĘDNA-jest to dokładność pokrycia się pozycji zmierzonej z pozycją geodezyjną.

BŁĘDY

-SYSTEMATYCZNE(wpływają na dokładność bezwzglę. Cznnikami wpływającymi na powstanie tych błędów są: błędy i dokładność odbiornika, błędy określania wspó stacji, stałe warunki propagacyjne,błędy wywołane pracą stacji nadawczych,błędy elipsoidy odniesienia.

-PRZYPADKOWE(wpływajA na dokładność wzglę. Czynniki powodujące ich powstawanie: czułość odbiornika, szumy i zakłócenia, zmienne warunki propagacyjne, dokładność odczytu.

DOKŁADNOŚĆ LINI POZ-określa się na podstawie średniego kwadratowego błędu lini poz.

m_c-_{średni kwadratowy błąd określania prędkości propagacji}

m_t- „ „ „ _{pomiaru czasu}

c -_{prędkść propagacji}

t- _czas

d- _{odległość odbiornika od stacji}

DECCA- naziemny system radionaw , wykorzystuje pomiar różnicy fazy ipowielania częstotliwości. Stacje emitują sygnały jednocześnie. Częstotli nośna 70-130kHz. W łańcuchu znajdują się 3,4 stacje(Master, green, red, purple).długość lini bazy ok. 100Mm. Stacje emitują swoje sygnały na częstotli będących wielokrotnościami częstotli podstawowej

( 14-14.33kHz). Lańcuchy oznaczone są kodem literowo-cyfrowym(0A-7B),

0-9 częstotliw podstawowa w grupie(10 gr),

A-F częstotli indywidualne. Grupa 10 z cyfrą 9 ma tylko 3 częstotli indywid. Różnica częstotli kolejnych grup wynosi 180kHz. Różnica między częstotliwościami A-B,B-C,D-E,E-F, wynosi 5Hz a różnica między C-D wynosi 80Hz.

CZĘSTOTLIWOŚCI STACJI: (f- cz podst) M.-6f, R-8f, G-9f, P-5f. Powielanie częstotli

6f⋅1/3⋅4=8f, 6f⋅1/2⋅3=9f, 6f⋅1/6⋅5=5f. Przez powielenie częstotli pod uzyskujemy: sygnały poszczególnych stacji są zgodne w fazie z sygnałem st M; istnieje możliwość rozróżnienia stacji bo posiadają różną często.

Pomiar różnicy fazy-polega na sprowadzeniu wszystkich częs do czę porównawczej. Jest ona najmniejszą wspólną wielokrotnością czę podstawowej.

M.-R 6f 8f ⇒ 6⋅4=24f 8f⋅3=24f

M.-G 6f 9f⇒ 6⋅3=18 f 9f⋅2=18f

M.-P 6f 5f⇒ 6⋅5=30f 5f⋅6=30f

SZEROKOŚĆ PASA HIPERB - odległość między dwoma hiperbolami dla których różnica fazy jest jednakowa. Jego szer zal od:

λ_{p - długość fali porównawczej}

ω - _{kąt widzenia linii bazy}

Szerokości pasów hiperbolicznych :

Siat R:

Siat G:

Siat P:

Najdokładniejsza będzie siatka gdzie szer pasa hiperb jest najmniejsza - P. Identyfikacja pasa polega na utw dodatkowej siatki linii poz dla cz pdst f. Im cz jest mniejsza tym pas jest węższy. Pas hiperb wytworzony dla cz pdst nosi nazwę strefy. Oznaczenie : siatka R⇒0-23,siatka G⇒30-47, siatka P⇒50-79.

Identyfikacja metodą multi pulse - polega na wprowadzeniu przerw w pracy st i pozwala na identyfikację stacji (stacje zaczynają pracować jedna po drugiej. Oscylator w odbiorniku zapewnia nam pomiar różnicy fazy między dwoma sygnałami. Zalety : zwiększenie zasięgu dział sygnału gdyż w porze nocnej uniemożliwiona jest identyfikacja, poprawna identyfikacja pasa na danych odległościach związana jest z eliminacją fali jonosferycznej, wahania cz jakiejkolwiek ze składowych ze stacji nie ma wpływu na rezultat ostateczny⇒określeni cz pdst.

Tryby pracy : NP.- Normal Patern - pomiar różnicy fazy dla cz porównawczej, LIP- Lane Identyfication Pattern - pomiar różnicy fazy na cz podst (gdy jesteśmy w dużej odległości od zasięgu łańcucha)

Instrukcja uruchamiania : poz zlicz, odpowiednia elipsoida odniesienia; przy wyborze par stacji kierujemy się : kątem przecięcia się 2 linii poz, dokładnością określenia linii poz, szer pasa hiperbol.

ZASIĘG ŁAŃCUCHA - 400-500Mm latem\w dzień, 200-250 Mm zimą\nocą. Występuje wiele czynników wpł na dokładność poz : geometria ukł łańcucha, odległość od stacji (siła sygnału, istnienie fali jonosferycznej), pora dnia i roku ( sys pracuje na fali długiej, zjawiska w troposferze wpływają na propagację), poprawki propagacyjne (siatki są sporządzane dla pewnej prędkości fazowej), elip odniesienia (dobór takiej na której została sporządzona mapa), jakość odbiornika.

LORAN-C (20 łańcuchów + 4 w fazie testowania) - impulsowy sys hiperb dalekiego zasięgu wykorzystujący pomiar różnicy czasu. Częstoti nośna ⇒ 100kHz. Obszr działania ⇒ Amer N (E wybrzerze), Chiny, Korea, wybrzeże :Kanad, Ros, Japoń, N Pacyfik, W część wybrzeży USA.

Budowa : łańcuch ⇒ stacja master, 2-4 st podległych (w,x,y,z). W sys realizowany jest pomiar różnicy czasu pomiędzy sygnałami przychodzącymi ze stacji M i stacji podległych. Sys może pracować w fazie stadiometr. Wszystkie łańc pracująca tej samej cz nośnej. Żeby można było odróżnić z jakiego łańc pochodzi sygnał wprowadzono GRI (okres powstania grupy impulsów jest on różny dla każdego łańcuch i wynosi kilkadziesiąt tys mikrosekund

Zasada działania. Wszystkie stacje w łańc emitują gr impulsów.

Stacja M nadaje 8+1 impulsów, podległe nadają 8 impulsów. Każda st ma swoje opóźnienie kodowe, st podległe nadają 8.

Stacje podległe rozpoczynają swoje nadawanie po odebraniu sygnału ze stacji Master. Kody są tak dobrane aby odbierać sygnały w stałej nie mierzonej kolejności niezależnie od tego gdzie jesteśmy.9impuls służy do identyfikacji sygnałów stacji Master, do informowania o stanie systemu.

Czynniki informujące o nieprawidłowej pracy systemu-zbyt mała amplituda syg,

Niewłaściwe kodowanie fazy, niewłaściwy okres powtarzania imp, duże różnice w opóźnieniach kodowych, mała moc w emisji stacji od połowy założonej mocy nominalnej.

W syst tym stosowane jest kodowanie fazy.

Kodowanie fazy umożliwia rozróżnianie impulsów przechodzących z poszczególnych stacji i ich automat śledzenie w odbiorniku, wyróżnienie składowej fali przyziemnej, jonosfery w sygnale który uległ interferencji.

Sys ten może wykorzystać falę jonosferyczną do określenia poz.

Pomiar różnicy czasu

POMIAR ZGRUBNY - wybierany jest jakikolwiek impuls 1 z 8 i mierzony jest czas jaki upłynie do tego samego impulsu ze stacji przyległej.

POMIAR DOKŁADNY - pomiar przesunięcia fazowego fali nośnej docierającej ze stacji MASTER i SLAVE.

Określenie punktu odniesienia. (np. koniec 3 cyklu, początek 4 cyklu) gdzie amplituda jest mocna i może być zarejestrowana ⇒ 30μs od rozpoczęcia impulsu - fala jonosfer nie zakłuci nam pomiaru.

Zasięg systemu wynosi 800-1200Mm na fali przyziemnej i 2300Mm na fali jonosferycznej. Czynniki decyd o zasięgu: moc nadajników, tłumienie na drodze propagacji, czułość odbiornika (mało czuły - sygnał ginie w szumach)

Siatka linii poz została sporządz przy zał:

sygnał rozchodzi się na fali przyziemnej, sygnał rozchodzi się nad wodą morską,

sygnał posiada stałą prędkość fazową.

Poprawki : SWC(Sky Wave Corection)-gdy korzystamy z fali łańcucha wykorzystując falę jonosferyczną. ASF(Aditional Secondary Factor) - trzeba zawsze uwzględniać-przejście sygnału nad lądem, zmiana przewodności podłoża (poprawki są w μs)

Czynniki wpływające na dokładność poz :

Geometria układu statek - stacje( kąt przecięcia l poz), synchronizacja stacji nadawczych (utrzymanie GRI przez stację MASTER, utrzymanie CODING DELAY), zniekształcenia obwiedni impulsu, jakość odbiornika (czułość i dokładność), zmiana prędkości propagacji fali przyziemnej, propagacja fali jonosferycznej.

Dokładność systemu :

Przy b dobrych warunkach - 80m,

Przy złych warunkach 2 - 3 Mm

7970	- x -	17700
Dla jakiego łańc dana jest linia pozycyjna	Stacja podległa z której pochodzi linia poz	Wartość mierzon parametr różnica czasu

---