Радиовысотоме́р (радиоальтиметр — устаревшее, производное из иных европейских языков) — бортовое или наземное устройство для определения истинной высоты полёта летательного аппарата (самолёта, вертолёта, спутника и т. д.) над поверхностью Земли радиотехническими методами. Является дополнением и альтернативой барометрическому высотомеру, предназначенному для измерения относительной или абсолютной высоты полёта. Фактически, радиовысотомер является частным случаем радиодальномера или специализированной РЛС, однако, в связи с удобством классификации по назначению, его выделяют в отдельный класс устройств.
Классификация Радиовысотомеры бывают разными по исполнению: как самостоятельная станция (подвижная или стационарная); как часть радиоэлектронного оборудования летательных аппаратов; трёхкоординатная РЛС одновременно играет роль высотомера.
По типу используемого радиоизлучения и методу его обработки бортовые радиовысотомеры делятся на две группы: радиовысотомеры с частотной модуляцией (ЧМ) имеют диапазон измерений до нескольких сотен метров (обычно до 1500 м) и используются в основном при заходе самолёта на посадку; радиовысотомеры с импульсной модуляцией (ИМ) предназначены для измерения бо́льших высот и применяются преимущественно в военной авиации, в космонавтике, при аэрофотосъёмке и в других специальных целях.
Принцип действия
Бортовой Принцип действия радиовысотомера основан на определении времени прохождения радиосигнала от передающей антенны до отражающей поверхности и обратно, к приёмной антенне (основной принцип радиолокации). Высота и время задержки сигнала связаны формулой: , где h — высота; t — время задержки; c — скорость распространения радиоволн (равна скорости света).
Метод определения задержки сигнала зависит от его типа: при использовании импульсных сигналов, обычными методами импульсной техники (с помощью аналоговых цепей либо цифровых счетчиков) измеряется интервал времени между импульсами передатчика и приёмника; при частотной модуляции радиосигнала пилообразными или треугольными импульсами, результирующий сигнал представляет собой высокочастотные колебания, с мгновенной частотой, кусочно-линейно изменяемой по времени, то есть задержанный сигнал по мгновенной частоте немного отличается от исходного. При смешивании излучаемого и принимаемого сигналов образуется биения с частотой, равной разности мгновенных частот, так как закон изменения мгновенной частоты по времени линеен, разностная частота пропорциональна задержке. Частота биений измеряется частотомером (аналоговым в старых моделях или цифровым — в новых), после чего измерительная информация выводится на показывающее устройство в виде значения расстояния до земли.
Наземный
РЛС определяет расстояние до самолёта, скорость и направление его движения. Устройство управления высотомером вычисляет угловую скорость самолёта относительно станции и начинает вращать антенну высотомера с соответствующей скоростью. Одновременно антенна ходит вверх-вниз, сканируя пространство узконаправленным лучом. Таким образом вычисляется угол места самолёта. Простейшими преобразованиями можно определить высоту над землёй.
Трёхкоординатные РЛС с той же целью используют большое количество лучей, излучаемых несколькими передающими антеннами. Такой метод нахождения высоты менее точный, но после первичной обработки вместе с координатами самолёта выдаётся и его высота.
История Первый в мире радиовысотомер был разработан фирмой Bell Laboratories (США) и продемонстрирован в Нью-Йорке 9 октября 1938 года.
В СССР первые серийно выпускаемые радиовысотомеры (РВ-2, РВ-10 и РВ-17) были разработаны в 1947—1954 годах. С 1962 по 1965 годы в ЦКБ-17 Министерства авиационной промышленности разрабатывается радиовысотомер больших высот, который 3 февраля 1966 года впервые в истории космонавтики обеспечил мягкую посадку на поверхность Луны космического аппарата «Луна-9».
Некоторые типы отечественных радиовысотомеров
Бортовые радиовысотомеры +Модель радиовысотомераТип модуляцииРабочая частота, МГцМаксимальная высота измерения, м РВ-2 ЧМ 444 1200 РВ-У ЧМ 444 н/д РВ-УМ ЧМ 444 600 РВ-3 ЧМ 2000 300 РВ-3М ЧМ 2000 600 РВ-4 ЧМ 4300 1500 РВ-5 ЧМ 4300 750 РВ-10 ИМ н/д 12000 РВ-15 ЧМ н/д н/д РВ-17 ИМ 440 17000 РВ-18 (А-031) ИМ 845±3 12000, 25000, 30000 РВ-21 (А-035) ИМ430011000 РВ-25 ИМ н/д н/дРВ-85-07ЧМ4200...44001500 А-034 ЧМ 4300 н/д А-035 н/д н/д н/д А-036 н/д н/д н/д А-037 ЧМ 4200…4400 750 А-040 ЧМ 4300 1000 А-041 (РВ-85) н/д н/д н/д А-052 ЧМ 4300 1500 А-053 ЧМ 4300 1500 А-063 ИМ н/д н/д А-069А н/д н/д н/д А-075 ИМ 4300 25000 А-076 ИМ 4300 20000 А-077 ИМ н/д н/д А-078 ИМ 4300 10000+
Подвижные радиовысотомеры ПРВ-9 ПРВ-10 ПРВ-11 ПРВ-13 ПРВ-16 ПРВ-17
Литература
Книги
Нормативно-техническая документация ГОСТ 17589-72. Радиовысотомеры самолётные и вертолётные для высот до 1500 м. Основные параметры и технические требования. ГОСТ 28154-89. Радиовысотомеры малых высот с цифровыми внешними связями. Общие технические требования. ГОСТ Р 50860-96. Самолёты и вертолёты. Устройства антенно-фидерной связи, навигации, посадки и УВД. Общие технические требования, параметры, методы измерений. Авиационная радиосвязь. Международные стандарты и рекомендации (Международная организация гражданской авиации, 1972). ТО ГУ1.301.034. Радиовысотомеры РВ-3, РВ-3М. Техническое описание (1968). И ГУ1.301.034. Радиовысотомеры РВ-3, РВ-3М. Инструкция по эксплуатации (1968).
См. также Радиодальномер Радиолокация Радионавигация Воздушная навигация
Ссылки Радиовысотомеры РВ-3, РВ-3М Вопросы точности и неопределенности в спутниковой альтимерии К теории ЧМ Альтиметра Funk- und Funkmessausrüstung
Категория:Радиолокация Категория:Радионавигация Категория:Бортовое авиационное и радиоэлектронное оборудование летательных аппаратов