وان :بررسی عملکرد و شبیه‏سازی سیستم‏های ناوبری CVOR و DVOR در کانال‏های چند مسیری

عنوان

بررسی عملکرد و شبیه‏سازی سیستم‏های ناوبری CVOR و DVOR در کانال‏های چند مسیری

اساتید راهنما

دکتر عباس شیخی

دکتر محمد علی مسندی شیرازی

آذر 1389

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده

سامانه ناوبری VOR یک سامانه ناوبری رادیویی می‌باشد که دارای کاربردهای تاکتیکی و غیرتاکتیکی می‌باشد و به دو نوع CVOR و DVOR ساخته شده است. این سامانه با تعیین موقعیت (سمت) وسیله پرنده نسبت به فرستنده ایستگاه زمینی بطور وسیعی در سرویس‌های هوایی نظامی و غیرنظامی در اکثر کشورهای دنیا استفاده می‌شود. سامانه ناوبری VOR در محدوده فرکانسی VHF از 0/108 مگا هرتز تا 95/117 مگا‌هرتز در قالب 200 کانال کار می‌کند. تفاوت CVOR و DVOR تنها در ساختار آنتن ایستگاه زمینی می‌باشد، زیرا گیرنده و رابطه سیگنال ارسالی از فرستنده‌ی هر دو سیستم یکسان می‌باشد. آنتن فرستنده از دو قسمت اصلی sideband وCarrier برای ارسال دو سیگنال 30 هرتز می‌باشد. عملکرد سامانه VOR بدین صورت است که اطلاعات سمت را از اختلاف فاز دو سیگنال 30 هرتز مرجع و فاز متغیر استخراج می‌کند. اختلاف فاز برای هر موقعیت هواپیما، متفاوت می‌باشد. بعبارت دیگر اختلاف فاز دو سیگنال 30 هرتز بسته به موقعیت هواپیما بطور خطی تغییر می‌کند. دو سیگنال 30 هرتز تحت مدولاسیون آنالوگ از ایستگاه زمینی ارسال می‌شوند. در پرواز، هواپیما این دو سیگنال را با سیگنال انعکاسی ناشی از سطح زمین، کوه و موانع نزدیک مانند آشیانه هواپیما و ساختمان دریافت می‌کند. سیگنال‌های چندمسیری باعث اختلال در آشکار‌سازی اختلاف فاز دو سیگنال 30 هرتز در گیرنده VOR می‌شوند. هدف پایان‌نامه بررسی اثرات پدیده‌ چندمسیری بر سامانه CVOR و DVOR و مقایسه آنها از طریق مدل‌سازی و شبیه‌سازی سیستمی می‌باشد. در این خصوص اثرات پدیده چندمسیری بر سامانه‌های رادیویی، مدل‌سازی کانال مخابرتی، عملکرد ایستگاه زمینی و استخراج سیگنال ارسالی و شبیه‌سازی گیرنده مورد بررسی قرار گرفته است. سپس بطور خاص به بررسی کارایی سامانه VOR در شرایط چندمسیری پرداخته خواهد شد. در این پایان‌نامه سامانه‌های ناوبری CVOR و DVOR در شرایط چندمسیری مقایسه و تفاوت آنها در سناریو واقعی با وجود موانع بررسی شده است.

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                    صفحه

فصل اول : معرفی سامانه ناوبری CVOR و DVOR و شرح اصول عملکرد آنها   2

مقدمه.. 22

1-1- تعاریف و معرفی واژه‏ها.. 22

1-2- ماموریت و عملکرد سامانه VOR. 23

1-3- کاربرد‌های ناوبری سامانه VOR. 23

1-4- تشریح اصول عملکرد سامانه CVOR. 24

1-4-1- آنتن فرستنده CVOR. 25

1-4-2- ساختار و عملکرد ایستگاه زمینی CVOR. 25

1-4-3- پترن افقی فرستنده CVOR. 27

1-4-4- نحوه چرخش پترن آنتن باندکناری و ایجاد پترن قلبی شکل   28

1-4-5- دیاگرام فرستنده و سیگنال ارسالی.. 31

1-4-6- روابط سیگنال ارسالی CVOR. 33

1-4-7- طیف فرکانسی CVOR. 34

1-5- تشریح اصول عملکرد DVOR. 35

1-5-1- آنتن DVOR. 35

1-5-2- ساختار و عملکرد ایستگاه زمینی DVOR. 35

1-5-3- پترن افقی فرستنده DVOR. 38

1-5-4- نحوه چرخش الکتریکی آنتن‌های باندکناری. 38

1-5-5- بلوک دیاگرام فرستنده DVOR. 38

1-5-6- روابط سیگنال ارسالی DVOR. 39

1-5-7- طیف فرکانسی سیگنال دریافتی سامانه DVOR. 40

1-5-8- چک زمینی DVOR. 40

1-6- ناحیه مخروطی سکوت سیگنال VOR. 42

1-7- رابطه اختلاف فاز دو سیگنال 30 هرتز و موقعیت هواپیما در سامانه VOR. 42

1-8- مشخصات سایت زمینی VOR و اطراف آن. 43

1-9- گیرنده VOR. 44

عنوان                                                                                                     صفحه

1-9-1- اصول محاسبه سمت.. 44

1-9-2- عملیات پردازشی در گیرنده.. 44

1-9-3- سیگنال دریافتی در ورودی گیرنده.. 45

1-10- تعیین مشخصات سیگنالی لینک مخابراتی ایستگاه زمینی   45

1-11- پوشش سیگنال.. 46

1-12- پارامترهای سامانه ناوبری VOR. 47

1-13- نتیجه گیری.. 50

فصل دوم : بررسی تحقیقات انجام شده در خصوص CVOR و DVOR  51

مقدمه.. 52

2-1- خطای زاویه CVOR و DVOR در شرایط N منعکس‌کننده. 54

2-1-1- الگوریتم پردازشی سیگنال CVOR. 54

2-1-2- الگوریتم پردازشی سیگنال DVOR. 56

2-2- شبیه‌سازی خطای زاویه‌سنجی.. 61

2-3- نتیجه‌گیری.. 61

فصـل سوم : بررسی و شبیه‌سازی کانالهای مخابراتی هوایی   62

مقدمه.. 63

3-1- کلیات.. 63

3-2- مدل کانال چندمسیری برای لینکهای هوایی.. 65

3-2-1- فیدینگ مقیاس بزرگ.. 65

3-2-2- فیدینگ مقیاس کوچک.. 66

3-3- مدل آماری کانالهای زمین به هوا در باند VHF. 70

3-3-1- سناریو پرواز در مسیر.. 73

3-3-2- سناریوهای ورود و برخاست هواپیما.. 75

3-3-3- سناریو تاکسی.. 77

3-3-4- سناریو پارکینگ.. 78

3-4- تجمیع پارامترهای کانال در سناریوهای مختلف برای شبیه‌سازی   79

3-5- روش انتخاب پارامترهای اتفاقی کانال برای سیستم پردازشی   80

عنوان                                                                                                   صفحه

3-6- شبیه‌سازی مدلهای آماری پوش سیگنال دریافتی در کانالهای زمین به هوا.. 81

3-7- نتیجه گیری.. 83

فصل چهارم : بررسی و شبیه‌سازی اثرات چندمسیری بر عملکرد سامانه ناوبری CVOR و DVOR . 84

مقدمه.. 85

4-1- ارائه پارامترهای گیرنده و کانال و شبیه‌سازی آن   85

4-2- روابط سیگنال دریافتی تحت تاثیر کانال.. 92

4-3- محاسبه محدوده داینامیکی گیرنده.. 94

4-4- آشکارسازی توان سیگنال دریافتی.. 95

4-5- تعیین خطای سامانه ناوبری تنها در حضور نویز و بدون سیگنال چندمسیری.. 98

4-6- تجمیع شرایط و پارامترهای در نظر گرفته شده و انتخاب سناریو   101

4-7- ارائه نتایج شبیه‌سازی.. 102

4-8- جمع‌بندی و نتیجه‌گیری.. 115

فصل پنجم : نتیجه‌گیری و پیشنهادات.. 117

فصل پنجم.. 118

نتیجه‌گیری و پیشنهادات. 118

فهرست مراجع.. 120

مقدمه

از زمان اختراع هواپیما تاکنون دستگاه‌ها و روش‌های گوناگونی برای کمک به خلبان جهت مشخص نمودن مسیر پرواز ابداع شده است. در قدیم خلبان با ابزارهایی همانند کوه‌های بلند، دود آتش، ناهمواری‌ها، مسیر خود را پیدا می‌کرد و در حال حاضر دستگاه‌هایی همانند     [1]GPS, [2]TACAN, [3]VOR, [4]WAAS, [5]LAAS, [6]INSو نیز نقشه های ناوبری و ماهواره‌ای جایگزین آنها شده است. ناوبر با تنها یکی از سیستم‌های ماهواره‌ای WAAS, GPS می‌تواند موقعیت هواپیما را تعیین کند، ولی اطلاعات سیستم‌ها از ماهواره بروز می‌شود و در بعضی از شرایط قابل استفاده نیستند. بنابراین استفاده از سیستم‌هایی همانند VOR برای تعیین موقعیت فعلی و تنظیم مسیر بعدی اجتناب‌ناپذیر می‌شود که موضوع اصلی ما در این پایان‌نامه می‌باشد.

VOR رادیو ناوبری روی باند VHF برای دید همه جهته[7] خلبان می‌باشد که با توجه به نقشه‌های ناوبری موجود به خلبان و ناوبر کمک می‌کند تا مسیر پرواز را تعیین کنند. بر خلاف NDB[8] که سیگنال را بدون جهت ارسال می‌کند، اطلاعات سیگنال VOR جهت‌دار ارسال می‌شود. نوع اولیه سیستم VOR در سال 1960 توسط سازمان بین المللی هواپیمایی[9] بعنوان تجهیزات ناوبری برد کوتاه استفاده شد (البته برد کوتاه را می توان بیشتر از 200 ناتیکال مایل تعریف کرد). این دستگاه در کنار مزایا، دارای خطاهایی نیز می‌باشد که آنها را در این پایان نامه شرح و راه‌های بهبود آنها را بیان خواهیم کرد. اگرچه نگهداری VOR به نفرات نگهدارنده زیادی احتیاج دارد ولی قبول هزینه شبکه‌های VOR برای مسیرهای هوایی اجتناب‌ناپذیر است. VOR هم اکنون به دو صورت Conventional VOR و Doppler VOR استفاده می‌شود. هدف ما در این پایان نامه مقایسه CVOR و DVOR در کانال چند‌مسیره[10] می‌باشد و مزایای استفاده از DVOR را نسبت به CVOR بررسی می‌کنیم.

>> فصل اول <<

معرفی سامانه ناوبری CVOR و DVOR

و شرح اصول عملکرد آنها

فصل اول

معرفی سامانه ناوبری CVOR و DVOR و شرح اصول عملکرد آنها

مقدمه

در این فصل سعی بر این است تا با معرفی سامانه ناوبری VOR مقدمات لازم جهت بررسی موضوع این پایان‌نامه ارائه گردد. بطور خلاصه می‌توان گفت وظیفه اصلی VOR تعیین اطلاعات زاویه سمت[11] برای هواپیما می‌باشد. سامانه ناوبری VOR در دو نوع CVOR[12] و DVOR[13] ساخته شده است. سامانه VOR شامل دو قسمت فرستنده (ایستگاه زمینی) که سیگنال خود را برای تمام هواپیما‌هایی که در محدوده دریافت باشند، ارسال می‌کند و گیرنده هواپیما که سیگنال را دریافت و بعد از پردازش اطلاعات زاویه سمت را استخراج می‌کند. در این فصل اصول و تئوری عملکرد، ماموریت، کاربردها، مشخصات سیگنال و سایر ویژگی‌ها و پارامترهای سیستمی سامانه CVOR و DVOR بطور مجزا مورد بررسی قرار می‌گیرد. قابل ذکر است در این متن از کلمه VOR برای هر دو سامانه CVOR و DVOR استفاده شده است.

1-1- تعاریف و معرفی واژه‏ها

فاصله شعاعی[14] : به خطی که هواپیما را به ایستگاه وصل می‌کند، فاصله شعاعی گویند که در این متن با نام‌های فاصله یا مسافت[15] : نیز از آن نام برده می‌شود. شکل (1-1) فاصله شعاعی را نشان می‌دهد.

زاویه سمت : به زاویه‌ ایجاد شده بین بردار شمال مغناطیسی و خط واصل از بدنه هواپیما تا ایستگاه زمینی، در جهت حرکت عقربه‌های ساعت، زاویه سمت می‌گویند. شکل (1-1) این زاویه را نمایش می‌دهد.

رادیال[16] : به زاویه‌ ایجاد شده بین بردار شمال مغناطیسی و خط واصل از ایستگاه زمینی تا بدنه هواپیما در جهت حرکت عقربه‌های ساعت، رادیال گفته می‌شود. شکل (1-1) این مطلب را نمایش داده است.

برای دانلود پایان نامه اینجا را کلیک کنید

لینک بالا اشتباه است

برای دانلود متن کامل اینجا کلیک کنید

       

:: بازدید از این مطلب : 574