Principiile Radiolocaţiei

Înălţimea

O altă coordonată a ţintelor este înălţimea sau altitudinea; aceasta reprezintă înălţimea ţintei faţă de suprafaţa Pământului. În cadrul formulelor şi figurilor, înălţimea o vom nota cu H. Înălţimea poate fi calculată cunoscând valorile distanţei R şi unghiului de înălţare ε.

(1)

Introducând valorile din Figura 1 în formula de mai sus, rezultă expresia înălţimii:

În realitate, determinarea înălţimii unui avion nu este aşa de simplă, deoarece:

• apare fenomenul de refracţie la trecerea undelor electromagnetice prin straturi ale atmosferei cu densităţi diferite, şi
• suprafaţa Pământului este curbă.

Aceşti doi factori sunt luaţi în considerare în calcularea înălţimii de către sistemele radar, utilizându-se o formulă mai complexă.

Astfel, determinarea înălţimii ţintelor nu se reduce la o simplă formulă trigonometrică. Dacă se ia în considerare curbura Pământului, formula se modifică în felul următor:

(3)

• R = distanţa înclinată a ţintei
• ε = unghiul de înălţare
• r_e = raza Pământului (circa 6370 km)
• (Această formulă este una aproximativă!)

Ilustrație 2: Influenţa curburii Pământului

Ilustrație 2: Influenţa curburii Pământului

Ilustrație 2: Influenţa curburii Pământului

Demonstrarea acestei formule poate fi făcută cu ajutorul Figurii 2. Luăm în considerare triunghiul cu vârfurile: centrul Pământului, poziţia radarului, respectiv poziţia ţintei. Aplicând teorema cosinusului între laturile acestui triunghi rezultă ecuaţia:

Considerând că Pământul este o sferă, o secţiune a circumferinţei Pământului poate fi calculată uşor în funcţie de unghiul α după următoarea formulă:

Acest segment al circumferinţei Pământului este de fapt o aproximare a distanţei topografice (distanţei la nivelul solului).

După cum am mai spus, în practică propagarea undelor electromagnetice este supusă legii refracţiei, fasciculul emis nu este o linie dreaptă ca în triunghiul considerat, ci este curbat; gradul de curbare a traseului de propagare depinde de:

• lungimea de undă folosită,
• presiunea barometrică,
• temperatura aerului, şi
• umiditatea atmosferică.

Raza Pământului poate fi înmulţită cu un anumit coeficient pentru aproximarea influenţei refracţiei. De obicei este utilizată o rază echivalentă a Pământului de ⁴/₃ · r_e ≈ 8500 km aceasta poate fi modificată prin introducerea manuală a unui coeficient de corecţie pentru a lua în calcul influenţa schimbărilor temporare ale condiţiilor meteo sau a presiunii barometrice.

Ca exemplu, formula de mai jos este utilizată pentru calcularea înălţimii la radioaltimetrul PRV–16:

(6)

în care:

1. înălţimea fără a considera curbura Pământului
2. termen ce include influenţa curburii Pământului (r_e aproximativ 8500 km)
3. termen ce include refracţia în atmosferă
4. termen ce include influenţa temperaturii asupra refracţiei.