УЧЕТ РЕЛЬЕФА МЕСТНОСТИ. Профиль трассы

Рельеф местности при расчете и проектировании РРЛ учитывается с по­мощью профилей интервалов линии.

Профиль трассы отображает вертикальный разрез местности между сосед­ними радиорелейными станциями со всеми высотными отметками, включая строения, лес и т.д. (рис. 1). На профиле трассы необходимо указывать вод­ные поверхности: реки, болота, водохранилища. Построение продольных профи­лей осуществляется с помощью топографических карт после предварительного выбора трассы. Первоначально используют карты масштаба 1 : 100 000 и 1 : 50 000. В дальнейшем отдельные участки трассы, включая, критические точки, места установки станций вблизи населенных пунктов и пр., уточняются по картам более крупного масштаба (1 : 25 000, 1 : 10000 и т.д.) или непосредственно на местности. В настоящее время для построения профилей интервалов РРЛ ис­пользуется также метод аэрофотосъемки. На практике для удовлетворительных расчетов трасс точность построения профилей на критических участках должна быть не хуже ±3 м.

Рис. 1. Профиль трассы

Предельные ошибки не превышают удвоенной величины средней ошибки. Метод аэрофотосъемки в большинстве случаев дает погрешности не более ±3 м.

(Для удобства) при построении профилей используется параболический мас­штаб. Профили строят в прямоугольных координатах, откладывая расстояния не по дуге окружности, как в действительности, а по оси абсцисс, а высоты — не по радиусам, а по оси ординат. В этом случае линия, изображающая на профиле уровень моря или другой условный нулевой уровень, от которого от­считываются все высоты, имеет вид параболы:

y = (R₀² / (2а)) k_i (1 – k_i), (12)

где k_i = R_i / R₀; (13)

k_i — относительная координата заданной точки; R_i — расстояние до текущей точки, а = 6370 км — геометрический радиус Земли.

Обычно профили трасс РРЛ строят для геометрического радиуса Земли. Построение профиля производят в следующей последовательности (см. рис. 1):

1. Наносят линию, изображающую уровень моря (или условный нулевой уровень), при этом точки определяют по формуле (12).

2. Пользуясь топографическими картами, наносят высотные отметки точек профиля относительно условного уровня и соединяют их линией.

3. На профиле наносят местные предметы.

4. Зная высоту подъема передающей и приемной антенн h₁и h₂, проводят линию АВ, соединяющую точки расположения передающей антенны А и прием­ной антенны В.

Просветом Нназывают расстояние между линией АВ и профилем трассы. Просвет определяют графически в наиболее высокой точке профиля (см. рис. 1) или в точке отражения на достаточно ровных трассах (см. рис. 2). Встре­чаются интервалы РРЛ, где необходимо определять два просвета — в наиболее высокой точке и в точке отражения (см. рис. 3).

Точка отражения– это точка, в которой равны углы скольжения между касательной к профилю в данной точке и прямыми, проведенными из этой точки в пункты передачи и приема (см. рис. 2).

Рис. 2. Профиль трассы с одной точкой отражения

Рис. 3. Профиль трассы с двумя критическими участками

Просвет считается: – положительным, когда линия – АВ проходит выше наибо­лее высокой точки; отрицательным– когда эта линия пересекает профиль трассы. Если наиболее высокая часть профиля трассы покрыта лесом, то просвет Н определяется относительно верхушек деревьев, ибо лес для рассматриваемых диапазонов волн является непрозрачным препятствием.

Классификация трасс РРЛ

В зависимости от величины просвета Н трассы подразделяются на следующие:

1. Открытые, для которых Н ≥ Н₀ ,где Н₀ — просвет на трассе, при котором напряженность поля в точке приема E_прм равна напряженности поля свободного пространства E₀ (см. рис. 4). (, где E₀ [мВ/м], P_прд [Вт], R₀ [км].)

На формирование поля в месте приема влияет некоторая су­щественная область пространства, представляющая собой в однородной среде на трассах РРЛ эллипсоид вращения с фокусами в точках передачи и приема. По­этому для получения напряженности, поля E₀ ,а,соответственно, и мощности сиг­нала P_{0 прм} , необходима не просто геометрическая видимость, а свободная от за­тенения зона (Френеля); Н₀соответствует радиусу минимальной зоны (Френеля):

, (14)

где k — относительная координата точки, определяющей просвет на трассе, рас­считывается по формуле (13).

При Н > Н₀ E_прм имеет осциллирующий (интерференционный характер), т.е. наблюдаются максимумы и минимумы напряженности поля. Минимальная свободная от затенения зона, обеспечивающая E_{прм max},называется первой зоной Френеля. Она имеет радиус ,называемый радиусом первой зоны Френеля. Первая и последующие нечетные зоны обеспечивают максимумы на­пряженности поля, а четные зоны — минимумы.

Рис. 4.

2. Полуоткрытые, для которых Н₀ > Н > 0. При этом E_прм < E₀ , P_прм < P_{0 прм} .

3. Закрытые, для которых Н < 0, E_прм << E₀ , P_прм << P_{0 прм} .

4. Касательные, для которых Н = 0, E_прм < E₀ , P_прм < P_{0 прм} .