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sensor de velocidad Doppler

Un sensor de velocidad Doppler ( DVS ) es un radar Doppler especializado que utiliza el efecto Doppler para medir las tres componentes ortogonales de la velocidad con respecto a...

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Un sensor de velocidad Doppler ( DVS ) es un radar Doppler especializado que utiliza el efecto Doppler para medir las tres componentes ortogonales de la velocidad con respecto a la aeronave . Cuando otros sistemas de la aeronave proporcionan el rumbo verdadero , el cabeceo y el alabeo , puede funcionar como un sensor de navegación para realizar cálculos de navegación por estima de forma independiente como un conjunto de navegación Doppler ( DNS ).

Los sistemas de navegación Doppler son independientes de las condiciones del entorno, ofrecen una alta precisión tanto en tierra como en mar en cualquier parte del mundo y son independientes de las ayudas terrestres y de los sistemas de navegación por satélite espaciales .

Principios operativos

Para medir la velocidad tridimensional de una aeronave, se hace irradiar una antena de radar Doppler con un mínimo de tres haces electromagnéticos de microondas no coplanares hacia la superficie terrestre. [ 1 ] Parte de la energía es retrodispersada hacia el radar por la superficie terrestre. Conociendo los ángulos de los haces, se combinan tres o más frecuencias Doppler para generar los componentes de la velocidad de la aeronave. [ 2 ]

La transmisión DVS se realiza a una frecuencia central de 13,325 GHz en la banda Ku autorizada internacionalmente de 13,25 a 13,4  GHz. [ 3 ]

Usos

Los sistemas DVS se utilizan en helicópteros para navegación , vuelo estacionario, lanzamiento de sonar, transferencia de objetivos para el lanzamiento de armas y búsqueda y rescate . Debido a que el radar Doppler mide la velocidad con respecto a la superficie, las corrientes marinas y los efectos de las mareas generan sesgos. Sin embargo, para el lanzamiento de sonoboyas y la búsqueda y rescate sobre el agua, se espera que la velocidad de la aeronave con respecto al movimiento del agua sea la adecuada. [ 4 ] [ 5 ]

Estos radares fueron aprobados formalmente bajo la FAA TSO-65a [ 6 ] hasta 2013, y están diseñados de acuerdo con la norma DO-158 de la Comisión Técnica de Radio para la Aeronáutica (RTCA) titulada Normas mínimas de rendimiento: equipo de navegación de radar Doppler aerotransportado.

Limitaciones

El funcionamiento y la precisión de los sensores de velocidad Doppler se ven afectados por muchos factores, como la velocidad, la actitud y la altitud de la aeronave sobre el terreno. También influyen factores ambientales, como el tipo de terreno que ilumina el radar y la precipitación atmosférica. [ 5 ]

A medida que la aeronave se mueve, el coeficiente de retrodispersión cambia dentro del ancho del haz, y esto causa un desplazamiento y cierta distorsión del espectro Doppler, y por lo tanto un error en la medición de la velocidad. [ 2 ] Una limitación importante del uso de DVS para la navegación es que generalmente sufren de error acumulado. Debido a que el sistema de guiado está integrando continuamente la velocidad con respecto al tiempo para calcular la posición '' (ver estima ) '' , cualquier error de medición, por pequeño que sea, se acumula con el tiempo. Esto conduce a la 'deriva': una diferencia cada vez mayor entre donde el sistema cree que está ubicado y la ubicación real. Debido a la integración, un error constante en la velocidad resulta en un error lineal en la posición.

Véase también

Referencias

  1. ↑ "Modelo de error y resultados de las pruebas de vuelo del sensor de velocidad Doppler APN-200" (PDF) . Centro de Información Técnica de Defensa . 8 de marzo de 1974. Archivado (PDF) del original el 25 de marzo de 2020.
  2. 1 2 Fried, Walter R. (Verano de 1993). "Historia de la navegación por radar Doppler" . Journal of the Institute of Navigation . 40 (2): 121– 136. doi : 10.1002/j.2161-4296.1993.tb02299.x .
  3. ↑ Unión Internacional de Comunicaciones. "Viabilidad de las operaciones MSS en ciertas bandas de frecuencia" (PDF) . Itu.int .
  4. ↑ Kayton, Myron., Fried, Walter R. (1997). Sistemas de navegación de aviónica (PDF) (2.ª ed.). Nueva York: Wiley. ISBN  0471547956. OCLC 34798180 . Archivado del original (PDF) el 22-12-2018 . Recuperado el 02-01-2019 . {{cite book}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  5. 1 2 Mike., Tooley (2017). Sistemas de navegación y comunicaciones de aeronaves, 2.ª ed . Wyatt, David. (2.ª ed.). Londres: CRC Press. ISBN  9781317938347OCLC 1006392205​​ 
  6. ↑ "Orden estándar técnica (TSO)-C65a, equipo de medición de velocidad respecto al suelo y/o ángulo de deriva mediante radar Doppler aerotransportado (para aeronaves de transporte aéreo)" . Registro Federal . 4 de septiembre de 2012. Consultado el 18 de febrero de 2019 .