| Кафедра радіотехнічних систем |

| Рівень вищої освіти | Перший (бакалаврський) |
| Галузь знань | 17 - Електроніка та телекомунікації |
| Спеціальність | 172 - Телекомунікації та радіотехніка |
| Освітня програма | 172Б РКС - Радіотехнічні комп'ютеризовані системи (ЄДЕБО id: 49227)172Б РТКС+ - Радіотехнічні комп'ютеризовані системи (ЄДЕБО id: 57920)G5Б РТКС - Радіотехнічні комп'ютеризовані системи (ЄДЕБО id: 83620) |
| Статус дисципліни | Нормативна |
| Форма здобуття вищої освіти | Очна |
| Рік підготовки, семестр | 3 курс, осінній семестр |
| Обсяг дисципліни | 3,0 кред. (Лекц. 36 год, Практ. год, Лаб. 18 год, СРС. 36 год ) |
| Семестровий контроль/контрольні заходи | Залік |
| Розклад занять | https://schedule.kpi.ua |
| Мова викладання | Українська |
| Інформація про керівника курсу / викладачів | Лекц.: Васильєв В. М., Лаб.: Васильєв В. М., СРС.: Васильєв В. М. |
| Розміщення курсу | https://do.ipo.kpi.ua/course/view.php?id=6401 |
Опис навчальної дисципліни. Авіація, космонавтика, морське і річкове судноплавство багато в чому залежать від точності і надійності вирішення задач навігації. Сучасні радіонавігаційні системи (РНС) мають високу точність і велику дальністю дії. Особливе місце займають супутникові радіонавігаційні системи (СРНС).
Вивчення дисципліни «Радіонавігаційні системи» дає необхідну базу знань з застосування радіотехнічних систем для вирішення задач навігації, експлуатації радіонавігаційних систем а також їх дослідження та конструювання.
Мета навчальної дисципліни. Метою викладання дисципліни є формування у студентів системи знань з основ теорії навігації, методів та засобів радіонавігації, принципів роботи та використання радіонавігаційних систем дальньої та ближньої навігації, систем посадки літаків, а також знань з основ теорії та практики використання супутникових радіонавігаційних систем (GPS, ГЛОНАС).
Предмет вивчання: основи теорії навігації; радіотехнічні засоби та системи, що застосовуються для вирішення навігаційних задач.
Компетентності:
Програмні результати навчання:
У результаті вивчення даної навчальної дисципліни студенти мають продемонструвати такі результати навчання:
знання:
уміння:
досвід:
Пререквізити: навчальна дисципліна «Радіонавігаційні системи» базується на знаннях з таких дисциплін: «Математичний аналіз», «Загальна фізики», «Інформатика», «Основи метрології», «Основи теорії кіл», «Електродинаміка та поширення радіохвиль», «Основи теорії телекомунікацій і радіотехніки», «Схемотехніка», «Проектування мікроконтролерних пристроїв в радіотехнічних комп'ютеризованих системах», «Трансивери сучасних радіотехнічних систем», «Теорія ймовірностей в радіотехніці».
Постреквізити: дисципліна «Радіонавігаційні системи» є базовою з професійної підготовки бакалаврів за освітньо-професійною програмою «Радіотехнічні комп’ютеризовані системи» спеціальності 172 «Телекомунікації та радіотехніка».
Тема 1. Загальні відомості про радіонавігаційні системи
Лекція 1. Загальні відомості з теорії навігації, радіотехнічних методів та систем.
Тема 2. Методи радіокутометрії.
Лекція 2. Фазовий метод радіокутометрії
Лекція 3. Амплітудний, частотний, часовий методи радіокутометрії.
Тема 3. Методи радіодалекометрії
Лекція 4. Фазовий та частотний методи радіодалекометрії.
Лекція 5. Часовий метод радіодалекометріі.
Тема 4. Різницево-далекомірні методи радіовимірювань
Лекція 6. Фазовий різницево-далекомірний метод.
Лекція 7. Імпульсний та імпульсно-фазовий різницево-далекомірні методи.
Тема 5. Радіотехнічні методи вимірювання швидкості
Лекція 8. Допплерівський метод вимірювання швидкості і кута зносу.
Лекція 9. Кореляційний метод вимірювання шляховий швидкості і кута зносу.
Тема 6. Радіомаячні та пеленгаційні системи
Лекція 10. Привідні радіостанції.
Лекція 11. Автоматичні радіопеленгатори.
Лекція 12. Радіомаячні системи посадки.
Тема 7. Радіонавігаційні системи ближньої навігації
Лекція 13. Всенаправлений азимутальний радіомаяк ДВЧ-діапазону VOR.
Лекція 14. Всенаправлений допплерівський азимутальний радіомаяк ДВЧ-діапазону DVOR.
Лекція 15. Далекомірний радіомаяк DME
Лекція 16. Радіотехнічна система ближньої навігації РСБН.
Тема 8. Супутникова радіонавігація
Лекція 17. Супутникові методи радіонавігації.
Лекція 18. Глобальні супутникові радіонавігаційні системи.
Література базова:
Література додаткова:
Інформаційні ресурси
1. Науково-технічна бібліотека НТУУ «КПІ» ім. Г.І.Денисенка. Доступ з мережі університету: http://servict.library.ntu-kpi.ua/documents/E041/doc
2. Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут». Каталог інформаційних ресурсів НТУУ «КПІ». Доступ з мережі університету: http://direktori.kpi.ua/author/3398
Лекційні заняття
Тема 1. Загальні відомості про радіонавігаційні системи
Лекція 1. Загальні відомості з теорії навігації, радіотехнічних методів та систем.
Навігаційні елементи. Поверхні і лінії положення. Методи визначення місцеположення об’єктів. Фізичні основи радіотехнічних методів навігації Радіонавігаційні засоби забезпечення польотів. Основні тактико-технічні характеристики РНС.
Завдання на СРС: Точність радіонавігаційних вимірів.
Тема 2. Методи радіокутометрії.
Лекція 2. Фазовий метод радіокутометрії.
Принципи побудови фазових кутомірний систем. Фазові радіопеленгатори з безпосереднім вимірюванням різниці фаз, з використанням ефекту Допплера. Диференційно-фазовий РП. Допплерівська радіомаячна кутомірна система.
Завдання на СРС: Допплерівська радіомаячна кутомірна система.
Лекція 3. Амплітудний, частотний, часовий методи радіокутометрії.
Принципи побудови амплітудо-кутомірних систем. Амплітудна пеленгація по мінімуму та по максимуму сигналів. Використання синфазної багатовібраторної антени. Амплітудна пеленгація методом порівняння. Рівносигнальні радіомаяки з випромінюванням амплітудно-модульованих коливань. Радіомаяки з «опорним нулем». Амплітудо-фазовий метод кутометрії. Фазо-кутомірна система з швидким обертанням ДСА. Частотний метод радіокутометрії. Часовий методи радіокутометрії.
Завдання на СРС: Радіомаяки з «опорним нулем».
Тема 3. Методи радіодалекометрії
Лекція 4. Фазовий та частотний методи радіодалекометрії.
Фізична основа фазового та частотного методів вимірювання дальності. Вплив допплерівських зсувів частот на точність вимірювання дальності. Радіовисотомір з частотною модуляцією.
Завдання на СРС: Вплив допплерівських зсувів частот на точність вимірювання дальності.
Лекція 5. Часовий метод радіодалекометріі.
Фізична основа часового методу вимірювання дальності. Радіодалекомір з відбитим сигналом. Радіодалекомір з ретрансляцією сигналів. Імпульсні радіовисотоміри.
Завдання на СРС: Точність імпульсних далекомірів.
Тема 4. Різницево-далекомірні методи радіовимірювань
Лекція 6. Фазовий різницево-далекомірний метод.
Фізична основа фазового різницево-далекомірного методу. Фазова різницево-далекомірна РНС з частотним поділом каналів. Фазові різницево-далекомірні системи з часовим поділом каналів.
Завдання на СРС: Формування фазових доріжок.
Лекція 7. Імпульсний, та імпульсно-фазовий різницево-далекомірні методи.
Фізична основа імпульсного різницево-далекомірного методу. Імпульсно-фазові різницево-далекомірні системи.
Завдання на СРС: Імпульсно-фазова різницево-далекомірна система «Loran-C».
Тема 5. Радіотехнічні методи вимірювання швидкості
Лекція 8. Допплерівський метод вимірювання швидкості і кута зносу.
Фізична основа допплерівського методу вимірювання швидкості. Одно-, дво -, трьох-, чотирьох - променеві ДВШЗ. Допплерівський метод вимірювання кутової швидкості.
Завдання на СРС: Допплерівський метод вимірювання кутової швидкості.
Лекція 9. Кореляційний метод вимірювання шляховий швидкості і кута зносу .
Фізична основа кореляційного методу. Схема вимірювача.
Завдання на СРС: Кореляційна теорія.
Тема 6. Радіомаячні та пеленгаційні системи
Лекція 10. Привідні радіостанції.
Призначення, задачі, що вирішуються, технічні характеристики. Структура ПРС, режими і принцип роботи. Бортове обладнання. Структурна схема автоматичного радіокомпаса, рамкова антена, гоніометр, індикатори.
Завдання на СРС: Авіаційні автоматичні радіокомпаси.
Лекція 11. Автоматичні радіопеленгатори.
Призначення, задачі, що вирішуються. Застосування АРП при керуванні повітряним рухом. Основні тактико-технічні данні радіопеленгаторів. Визначення пеленга в стандартному АРП, принцип визначення пеленга в допплерівському пеленгаторі, принцип виміру пеленгу фазовим допплерівськім АРП, квазідопплерівський метод пеленгування. Структурна схема АРП, антенна система.
Завдання на СРС: Порівняльний аналіз різних видів АРП.
Лекція 12. Радіомаячні системи посадки.
Призначення, задачі, що вирішуються. Інструментальна система посадки ILS, склад наземного і бортового обладнання. Принцип формування просторової траєкторії посадки – гліссади. Структурна схема та принцип роботи курсового радіомаяка. Структурна схема та принцип роботи гліссадного радіомаяка. Взаємодія обладнання радіомаякової системи посадки. Схема прийому сигналів КРМ і ГРМ на борту ПС. Мікрохвильова система посадки MLS.
Завдання на СРС: Взаємодія обладнання радіомаякової системи посадки.
Тема 7. Радіонавігаційні системи ближньої навігації
Лекція 13. Всенаправлений азимутальний радіомаяк ДВЧ-діапазону VOR.
Призначення, задачі, що вирішуються. Принцип роботи радіомаяка VOR. Генерування навігаційних сигналів, спектр сигналу радіомаяка VOR, глибина модуляції. Структурна схема, функціональні вузли, що входять до складу VOR. Пакети програмного забезпечення. Передавач радіомаяка VOR. Антена радіомаяка VOR та її елементи. Бортове обладнання.
Завдання на СРС: Передавач радіомаяка VOR.
Лекція 14. Всенаправлений допплерівський азимутальний радіомаяк ДВЧ-діапазону DVOR.
Задачі, що вирішуються, індикація навігаційної інформації. Принцип роботи радіомаяка DVOR, відмінність від системи VOR. Імітація кругового руху антени електронним способом.. Структура DVOR, передавач радіомаяка, функціональний опис. Формування модульованих і немодульованих сигналів. Антенна система DVOR. Бортове обладнання, принцип обробки сигналів.
Завдання на СРС: Взаємодія наземного і бортового обладнання DVOR.
Лекція 15. Далекомірний радіомаяк DME
Призначення, задачі, що вирішуються. Основи функціонування далекомірного каналу. Робота наземний пріємо-відповідача. Параметри сигналів DME. Бортовий приймач. Структурна схема маяка DME, процесори пріємо-відповідача, монітора, програмні пакети, задачі, що вирішують. Схема приймача маяка DME, обробка сигналів, процесор обробки. Передавач маяка DME, схема передавача. Антенна система, конструкція, основні характеристики. Бортове обладнання.
Завдання на СРС: Робота приймально-передавального обладнання DME.
Лекція 16. Радіотехнічна система ближньої навігації РСБН.
Призначення, задачі, що вирішуються. Склад наземного і бортового обладнання. Спрощена структурна схема РСБН. Вимірювання на борту відстані до наземного радіомаяка. Вимірювання на борту азимуту. Схема азимутального каналу РСБН. Бортова апаратура РСБН. Вимірювання на землі азимута і дальності до літака.
Завдання на СРС: Схема азимутального каналу. Вимірювання азимуту на борту і на землі.
Тема 8. Супутникова радіонавігація
Лекція 17. Супутникові методи радіонавігації
Роль супутникових систем в сучасній навігації. Супутникові радіонавігаційні системи (СРНС), основні сегменти СРНС, задачі, що вирішуються. Системи координат, просторове положення та рух навігаційних супутників, елементи орбіт. Загальні принципи функціонування СРНС. Псевдодалекомірний спосіб визначення координат користувача. Поширення ефемеридної інформації, інформація, що передається супутником, псевдовипадковий далекомірний код, навігаційне повідомлення. Кодування навігаційних повідомлень. Процес отримання інформації.
Завдання на СРС: Формування псевдовипадкового коду.
Лекція 18. Глобальні супутникові радіонавігаційні системи.
Глобальні навігаційна супутникова система GNSS, ГЛОНАС. Основні характеристики GPS і ГЛОНАСС. Інтерфейси GPS і ГЛОНАСС з апаратурою споживачів, радіолінії, діапазони частот, кодування сигналів, види кодів. Формування и передача інформаційних сигналів. Формат і зміст навігаційних даних. Точність визначення координат і швидкості. Диференціальний режим. Бортові функціональні доповнення ABAS, RAIM, AAIM, супутникові SВАS, наземні GBAS.
Завдання на СРС: Методи підвищення точності СРНС.
Лабораторні заняття (комп’ютерний практикум)
1. Моделювання сигналів і діаграм направленості антен фазо-кутомірних систем.
2. Моделювання сигналів доплерівського автоматичного радіопеленгатора.
3. Моделювання радіовисотоміра.
4. Різницево-далекомірний метод визначення положення об’єктів.
|
№ з/п |
Назва теми, що виноситься на самостійне опрацювання |
Кількість годин СРС |
|
1. |
Точність радіонавігаційних вимірів. |
1 |
|
2. |
Завдання на СРС: Допплерівська радіомаячна кутомірна система. |
1 |
|
3. |
Радіомаяки з «опорним нулем». |
1 |
|
4. |
Вплив допплерівських зсувів частот на точність вимірювання дальності |
1 |
|
5. |
Точність імпульсних далекомірів. |
1 |
|
6. |
Формування фазових доріжок. |
1 |
|
7. |
Імпульсно-фазова різницево-далекомірна система «Loran-C». |
1 |
|
8. |
Допплерівський метод вимірювання кутової швидкості. |
1 |
|
9. |
Кореляційна теорія |
1 |
|
10. |
Авіаційні автоматичні радіокомпаси. |
1 |
|
11. |
Порівняльний аналіз різних видів АРП. |
1 |
|
12. |
Взаємодія обладнання радіомаякової системи посадки. |
1 |
|
13. |
Передавач радіомаяка VOR. |
1 |
|
14. |
Взаємодія наземного і бортового обладнання DVOR. |
1 |
|
15. |
Робота приймально-передавального обладнання DME. |
1 |
|
16. |
Схема азимутального каналу. Вимірювання азимуту на борту і на землі. |
1 |
|
17. |
Формування псевдовипадкового коду. |
1 |
|
18. |
Методи підвищення точності СРНС. |
1 |
|
19. |
Підготовка до лабораторних занять. |
10 |
|
20. |
Підготовка до МКР. |
4 |
|
21. |
Підготовка до заліку. |
4 |
|
|
Всього: |
36 |
Рекомендовані методи навчання: вивчення основної та допоміжної літератури за тематикою лекцій, розв’язування задач на лабораторних заняттях та при виконанні завдань. Студенту рекомендується вести докладний конспект лекцій. Важливим аспектом якісного засвоєння матеріалу, відпрацювання методів та алгоритмів вирішення основних завдань дисципліни є самостійна робота. Вона містить читання літератури, огляд літератури за темою, підготовку до занять, контрольних заходів та заліку.
Правила відвідування занять. Студентам рекомендується відвідувати лекційні заняття і особливо лабораторні, оскільки на них в умовах колективного обговорення та вирішення завдань розвиваються необхідні уміння, досвід та навички. Система оцінювання орієнтована на отримання балів за своєчасність виконання практичних робіт, а також виконання завдань, які здатні розвинути практичні уміння та навички.
На лекції заборонено відволікати викладача від викладання матеріалу, усі питання, уточнення та ін. студенти задають в кінці лекції у відведений для цього час.
Призначення заохочувальних та штрафних балів. Заохочувальні бали виставляються за: активну участь на лекціях та лабораторних заняттях, участь у конкурсах робіт, підготовку та публікацію наукових статей і тезисів доповідей на наукових конференціях, участь в науково-дослідній роботі на тему, що відповідає темам дисципліни. Кількість заохочуваних балів не більше 10;
Академічна доброчесність Політика та принципи академічної доброчесності визначені у розділі 3 Кодексу честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського». Детальніше: https://kpi.ua/code.
Норми етичної поведінки Норми етичної поведінки студентів і працівників визначені у розділі 2 Кодексу честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського». Детальніше: https://kpi.ua/code.
Навчання іноземною мовою Навчальна дисципліна «Радіонавігаційні системи» передбачає її вивчення на український мові. У процесі викладання навчальної дисципліни використовуються матеріали та джерела англійською мовою.
8.1. Види контролю
Поточний контроль: здійснюється шляхом опитування на лабораторних заняттях, при виконанні МКР.
Календарний контроль: провадиться двічі на семестр як моніторинг поточного стану виконання вимог силабусу.
Календарна контроль студентів проводиться за значенням поточного рейтингу студента на час атестації. Якщо значення цього рейтингу не менше 50 % від максимально можливого на час проведення такого контролю, студент вважається атестованим.
Семестровий контроль: в шостому семестрі – залік.
8.2. Рейтингова система оцінювання результатів навчання
8.3. Критерії нарахування балів
1. Виконання та захист лабораторних робіт (всього 4 роботи). Кожна лабораторна робота оцінюється із 20 балів:
2. Модульна контрольна робота оцінюється із 20 балів:
3. Сума максимально можливих балів контрольних заходів (пункти 1-2) протягом семестру (RC) складає:
RC = 80 + 20 = 100 балів.
4. Умовою допуску до заліку є рейтингова оцінка не менша 40 балів і відсутність заборгованостей з лабораторних робіт та семестрового індивідуального завдання.
5. Складання заліку оцінюється із 100 балів. На заліку студенти відповідають на питання білету. Відповіді на запитання (завдання) оцінюються за такими критеріями:
6. Після виконання залікової контрольної роботи здобувач отримує рейтингову оцінку з дисципліни RD, що є більшою з оцінок, що отримані за результатами залікової контрольної роботи або за рейтингом RС (п.3.14 ПОЛОЖЕННЯ про систему оцінювання результатів навчання в КПІ ім. Ігоря Сікорського).
7. Рейтингова оцінка з дисципліни RD переводиться до семестрової оцінки згідно з таблицею:
| Кількість балів | Оцінка |
|---|---|
| 100-95 | Відмінно |
| 94-85 | Дуже добре |
| 84-75 | Добре |
| 74-65 | Задовільно |
| 64-60 | Достатньо |
| Менше 60 | Незадовільно |
| Не виконані умови допуску | Не допущено |
Перелік питань для контролю якості засвоєння курсу дисципліни
Дистанційний курс навчальної дисципліни розміщений на сайті: https://do.ipo.kpi.ua/course/view.php?id=6401
Лабораторія для проведення практичних занять та досліджень основних положень радіонавігаційних систем розташована в аудиторії № 211 навчального корпусу №17. В лабораторії розгорнутий програмно-апаратний комплекс для математичного моделювання роботи та розрахунків основних параметрів радіонавігаційних систем.
Робочу програму навчальної дисципліни (силабус):
Складено
Васильєв В. М.;
Ухвалено кафедрою РТС (протокол № 06/2025 від 26.06.2025 )
Погоджено методичною комісією факультету/ННІ (протокол № 06/2025 від 26.06.2025 р. )