
Если измерить разность расстояний
1
i2
i1
двух последовательных положений НКА, то место наблюдателя окажется на изоповерхности,
представляющей собой гиперболоид вращения, фокусы которого совпадают с концами базы, то есть
положениями НКА на орбите в моменты начала и конца наблюдений. Гиперболоид образован
вращением гиперболы, соответствующей измеренной разности расстояний ΔD вокруг базы и является
поверхностью второго порядка.
Пересечение гиперболоида с поверхностью Земли дает изолинию – сложную кривую, близкую по
форме к сферической гиперболе. На этой гиперболе и будет находиться судно.
Когда база займет новое положение измеряют вторую разность расстояний
и получают второй гиперболоид и вторую гиперболу, соответствующую величине ΔD
2
.
Аналогично можно получить ΔD
3
и третью гиперболу и т.д. Место судна получается в точке
пересечения 2-х , 3-х и более гипербол.
Разность расстояний ΔD
i
можно получить подсчетом числа импульсов доплеровской частоты в
течении промежутка времени, необходимого НКА для прохождения длины базы. Такой подсчет
математически представляет собой интегрирование доплеровского смещения частоты по времени, в
результате которого получаем:
где N
σ
– подсчитанное число импульсов биений доплеровской частоты.
Таким образом, каждому N
σ
соответствует вполне определенное значение разности расстояний от
судна до двух последовательных положений НКА на орбите в моменты начала и конца времени t
И
–
интервала интегрирования.
Постоянная величина δ
t
· t
И
– погрешность в определении числа импульсов биений из-за сдвига
частоты опорного генератора судового приемоиндикатора.
В этом методе спутниковая РНС аналогична наземной гиперболической РНС.
В судовом ПИ спутниковой РНС «Транзит» были приняты t
И
= 2 мин., 1 мин., 30с, 24с. При ΔТ
Иmax
= 16 мин. может быть получено соответственно 8, 16, 32 и 40 линий положения.
Так как гиперболы на поверхности Земли пересекаются в двух точках, то определение места судна
будет двузначным и разрешение этой двузначности выполняются по счислению пути судна.
В состав судового ПИ входит ЭВМ, так как получаемая от НКА информация не может быть
обработана вручную.
В среднеорбитальных СНС при этом методе используются три разности ΔD
ij
= D
i
− D
j
до 4-х НКА,
так как при постоянстве D′ за время навигационных определений разности псевдодальностей равны
разностям истинных дальностей, для определения которых требуется только три независимых
уравнения.
Навигационным параметром является Δ D
ij
. Поверхности положения представляют собой
поверхности двухполостного гиперболоида вращения, фокусами которого являются координаты
опорных точек i и j (центров масс i-го и j-го НКА). Расстояние между этими опорными точками
называется базой. Если расстояния от опорных точек (НКА) до подвижного объекта велики по
сравнению с базой, то гиперболоид вращения в окрестностях точки подвижного объекта совпадает со
своей асимптотой – конусом, вершиной которого выступает середина базы.
Точность определения места подвижного объекта совпадает с точностью определения этих
координат псевдодальномерным способом.
Недостаток разностно-дальномерного метода заключается в том, что в нем не может быть измерено
смещение D′, то есть смещение шкалы времени подвижного объекта.
Г. Радиально-скоростной (доплеровский дифференциальный) метод
Быстрое перемещение НКА в зоне радиовидимости наблюдателя позволяет применять этот метод,
основанный на измерении радиальной скорости, то есть скорости сближения НКА с наблюдателем
(судном). Для измерения радиальной скорости используется эффект Доплера, сущность которого
заключается в том, что при быстром перемещении НКА, излучающего колебания строго определенной
частоты f
0
, наблюдатель на Земле (на судне) будет принимать колебания другой частоты f.