ドップラー速度センサー

ドップラー速度センサー( DVS ) は、ドップラー効果を利用して航空機を基準とした3 つの直交速度成分を測定する特殊なドップラーレーダーです。航空機の真方位、ピッチ、ロールが他の航空機システムによって提供されると、ドップラーナビゲーションセット( DNS ) としてスタンドアロンの推測航法計算を実行するナビゲーションセンサーとして機能します。

ドップラー航法システムは周囲の状況に左右されず、世界中のどこでも陸上や海上で高精度に機能し、地上ベースの補助装置や宇宙ベースの衛星航法システムから独立しています。

運用原則

航空機の三次元速度を測定するために、ドップラーレーダーアンテナは、少なくとも3つの非共面マイクロ波電磁ビームを地球の表面に向けて放射します。^[1]エネルギーの一部は、地球の表面によってレーダーに後方散乱されます。ビーム角度がわかっている場合、3つ以上のビームドップラー周波数を組み合わせて、航空機の速度の成分を生成します。^[2]

DVS送信は、国際的に認可された13.25～13.4GHzのKuバンド内の13.325GHzの中心周波数で行われる。 ^[3]

用途

DVSは、ヘリコプターのナビゲーション、ホバリング、ソナー投下、武器投下のためのターゲットの引き継ぎ、捜索救助に使用されます。ドップラーレーダーは表面に対する速度を測定するため、海流と潮汐の影響によりバイアスが生じます。ただし、ソノブイ投下と水上捜索救助では、水の動きに対する航空機の速度が予想されます。^[4]^[5]

これらのレーダーは2013年までFAA TSO-65a ^[6]に基づいて正式に承認されており、航空無線技術委員会（RTCA）DO-158規格「最低性能基準−航空機搭載用ドップラーレーダー航法装置」に従って設計されています。

制限事項

ドップラー速度センサーの機能的動作と精度は、航空機の速度、姿勢、地形上の高度など、多くの要因によって左右されます。また、レーダーが照射する地形の種類や大気中の降水量などの環境要因によっても左右されます。^[5]

航空機が移動すると、ビーム幅内で後方散乱係数が変化し、ドップラースペクトルのシフトと歪みが生じ、速度測定に誤差が生じます。^[2] DVSをナビゲーションに使用する場合の主な制限は、通常、誤差が蓄積されることです。誘導システムは、位置を計算するために時間に対して速度を継続的に積分するため(デッドレコニングを参照)、測定誤差は、たとえ小さくても、時間の経過とともに蓄積されます。これが「ドリフト」、つまりシステムが位置していると考える場所と実際の場所との差がどんどん大きくなることにつながります。積分により、速度の一定の誤差は、位置の線形誤差につながります。

参照

参考文献

^ 「ドップラー速度センサー APN-200 誤差モデルと飛行試験結果」(PDF)。国防技術情報センター。1974年3月8日。 2020年3月25日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。
^ ab Fried, Walter R. (1993年夏)。「ドップラーレーダー航法の歴史」。航法協会誌。40 ( 2):121–136。doi :10.1002/j.2161-4296.1993.tb02299.x。
^ 国際通信連合。「特定の周波数帯域における MSS 運用の実現可能性」( PDF)。Itu.int 。
^ Kayton, Myron., Fried, Walter R. (1997). 航空電子工学ナビゲーションシステム(PDF) (第2版). ニューヨーク: Wiley. ISBN 0471547956. OCLC 34798180. 2018年12月22日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2019年1月2日閲覧。{{cite book}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
^ ab Mike., Tooley (2017).航空機通信および航法システム、第2版。Wyatt, David. (第2版)。ロンドン: CRC Press。ISBN 9781317938347. OCLC 1006392205.
^ 「技術標準命令（TSO）-C65a、航空機搭載ドップラーレーダー対地速度および/またはドリフト角度測定装置（航空輸送機用）」。連邦官報。2012年9月4日。 2019年2月18日閲覧。

外部リンク

CRC の友の会のドップラー航法レーダー
CMA-2012 ドップラー速度センサーおよびナビゲーションシステムCMC ElectronicsのWayback Machineに 2020-05-04 にアーカイブされました
BAE システムズの AN/ASN-157 ドップラー航法セット
レオナルド SpAの ANV-353

[1] 「ドップラー速度センサー APN-200 誤差モデルと飛行試験結果」(PDF)。国防技術情報センター。1974年3月8日。 2020年3月25日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。

[:0-2] Fried, Walter R. (1993年夏)。「ドップラーレーダー航法の歴史」。航法協会誌。40 ( 2):121–136。doi :10.1002/j.2161-4296.1993.tb02299.x。

[3] 国際通信連合。「特定の周波数帯域における MSS 運用の実現可能性」( PDF)。Itu.int 。

[4] Kayton, Myron., Fried, Walter R. (1997). 航空電子工学ナビゲーションシステム(PDF) (第2版). ニューヨーク: Wiley. ISBN 0471547956. OCLC 34798180. 2018年12月22日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2019年1月2日閲覧。{{cite book}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)

[Mike._2017-5] Mike., Tooley (2017).航空機通信および航法システム、第2版。Wyatt, David. (第2版)。ロンドン: CRC Press。ISBN 9781317938347. OCLC 1006392205.

[6] 「技術標準命令（TSO）-C65a、航空機搭載ドップラーレーダー対地速度および/またはドリフト角度測定装置（航空輸送機用）」。連邦官報。2012年9月4日。 2019年2月18日閲覧。