www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основи на радиолокацията

Разстояние на наклона

Изображение 1: Различната височина води до различен обхват

Изображение 1: Различната височина води до различен обхват

Разстояние на наклона

Тъй като радарното оборудване измерва наклонена разстояние, радарът ще измерва различни разстояния за два самолета, които летят един над друг, т.е. имат еднакво топографско разстояние до радарното оборудване.

В съвременните 3D радари, като AN/FPS-117, тази грешка се коригира от софтуерен модул. Тези софтуерни модули обаче трябва да бъдат специално адаптирани към географското местоположение на радарното устройство. Изчисленията са много сложни и изискват и някои метеорологични данни за корекция.

За съжаление, типичните 2D радари, използвани в контрола на въздушното движение, не могат да направят това.

В този случай операторът трябва да знае и автоматично да отчита в работата си, че ехо-сигналът на самолет, летящ по-далеч, се показва на по-голямо географско разстояние от реалното!

На практика обаче тази грешка в измерването от порядъка на един процент едва ли има незначително въздействие. Тя обаче става проблематична при въздушна или космическа SAR, където са необходими сложни изчислителни операции за компенсиране на изкривяванията в изображението, дължащи се на измереното косо разстояние.

Изчисляване на реалното разстояние

Фигура 2: Тригонометрични зависимости в равнина

Фигура 2: Тригонометрични зависимости в равнина

Фигура 2: Тригонометрични зависимости в равнина

Много е важно да се знае в коя топографска точка на земята се намира разположеният самолет. Поради тази причина върху радарното изображение винаги се проектира електронна карта от която се очаква да бъде възможно най-точна. Въпреки това, противно на очакванията, изчисляването на действителното топографско разстояние на локализираната цел в радарното изображение е много сложно.

Като се използват тригонометричните зависимости, посочени на фигура 2, измереното топографско разстояние е
Rtopogr. = R · cos ε

Това обаче би било валидно само ако Земята е плосък диск. Освен това обаче радиусът на Земята също оказва влияние, както е показано на графика 3. По този начин действителното топографско разстояние, отнасящо се до наклоненото разстояние, измерено от радара, зависи от:

 

Фигура 3: Тригонометрични зависимости, отчитащи кривината на Земята.

Фигура 3: Тригонометрични зависимости, отчитащи кривината на Земята.

Фигура 3: Тригонометрични зависимости, отчитащи кривината на Земята.

От фигура 3 може да се види подходът на решението. Триъгълник между точките: Центърът на Земята, местоположението на радарния модул и местоположението на целта на полета, чиито страни определят косинусовата теорема и по този начин чрез уравнението:
R2 = re2 + (re + H)2 - 2re(re + H) · cos α
(тук re е еквивалентният радиус на Земята)

При предположението, че Земята е сфера, от ъгъла α частта от земната обиколка вече може да се изчисли с просто изчисление на съотношението от общата земна обиколка:
360° · Rtopogr. = α · 2π re
Този участък от земната окръжност може да се разглежда като приближение (тук все още без отчитане на рефракцията) към действителното топографско разстояние.

На практика обаче разпространението на електромагнитните вълни също е подложено на рефракция, т.е. предаваният лъч на радара не е праволинейна страна на този триъгълник, а тази страна е допълнително и изкривена в зависимост от

Тъй като всички тези параметри не могат да бъдат включени във видеокартата на радара, картата неизбежно е неточна, ако софтуерът на радара не отчита връзката между наклонената дължина и топографската дължина. А това, за съжаление, винаги се случва при 2D радарните устройства, тъй като при тях липсва информация за височината, убедително необходима за тези изчисления!