что такое прямая видимость
прямая видимость
3.8.1 прямая видимость (direct visibility): Видимость по прямой линии взгляда, определяемая светом от источника света.
Смотреть что такое «прямая видимость» в других словарях:
прямая видимость — (МСЭ R F.1244). [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь, основные понятия EN line of sightLoS … Справочник технического переводчика
ГОСТ Р ИСО 5006-2010: Машины землеройные. Поле обзора оператора. Метод испытания и критерии функционирования — Терминология ГОСТ Р ИСО 5006 2010: Машины землеройные. Поле обзора оператора. Метод испытания и критерии функционирования оригинал документа: 3.1 измерительная площадка (test surface): Ровная грунтовая площадка, предназначенная для проведения… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
КОСМОСА ИССЛЕДОВАНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ — экспериментальное исследование и практическое использование пространства за пределами земной атмосферы при помощи пилотируемых космических кораблей (КК), искусственных спутников Земли (ИСЗ) и автоматических межпланетных станций (АМС). В понятие… … Энциклопедия Кольера
RFID — EPC RFID метка, используемая в торговой сети Wal Mart RFID (англ. Radio Frequency IDentification, радиочастотная идентификация) способ автоматической идентификации объектов, в котором посредством радиосигналов считываются или… … Википедия
Спутниковое радио — (англ. satellite radio) цифровое радио, осуществляющее вещание при помощи спутника связи. Преимущество спутникового радио в том, что оно охватывает большее географическое пространство, чем сигналы обычных (УКВ/ДВ) радиостанций, обеспечивая… … Википедия
Satellite Radio — Спутниковое радио (англ. satellite radio) это цифровое радио, работающее при помощи спутника связи, который охватывает большее географическое пространство, чем сигналы обычных радиостанций. Спутниковое радио действует в любом месте, в котором… … Википедия
Радиочастотная идентификация — EPC RFID метка, используемая в торговой сети англ. Radio Frequency IDentification, радиочастотная идентификация) метод автоматической идентификации объектов, в котором посредством радиосигналов считываются или записываются данные, хранящиеся в… … Википедия
Радиочастотная метка — EPC RFID метка, используемая в торговой сети англ. Radio Frequency IDentification, радиочастотная идентификация) метод автоматической идентификации объектов, в котором посредством радиосигналов считываются или записываются данные, хранящиеся в… … Википедия
Дальность прямой видимости
Дальностью прямой видимости называется расстояние между передающей и приёмной антеннами, при котором прямая линия, соединяющая эти антенн, касается земной поверхности.
Из рисунка 5.8 можно определить дальность прямой видимости, рассматривая треугольники ОАС и ОСВ. Подставляя высоты антенн в метрах, а Rз – радиус Земли в километрах получаем:
= 3.57 ( 
) [км].(5.10)
Полученное выражение известно как геометрическая дальность или дальность прямой оптической видимости. В реальных условиях распространения с учетом сферической формы поверхности Земли радиоволны испытывают как дифракцию, так и рефракцию, благодаря чему происходит приём радиосигналов за пределами прямой видимости. Так, для диапазона УКВ дальность прямой видимости, м
где Кр– коэффициент рефракции (радиолокационной наблюдаемости). Этот коэффициент будет рассмотрен позже;
h1, h2 – высоты корреспондирующих пунктов, в метрах.
Рисунок 5.8 – Пояснение дальности прямой видимости
В действительности распространяющиеся радиоволны испытывают как рефракцию, так и дифракцию. Явление дифракции, т. е. способность радиоволн огибать препятствия (выпуклость земного шара, неровности подстилающей поверхности), более заметно проявляется для волн с большей длиной. Практическое значение дифракция имеет для волн, длина которых измеряется сотнями метров и километрами.
Напряженность поля на расстояниях, значительно превышающих дальность прямой видимости, можно определить по дифракционной формуле, выведенной академиком Б. А. Введенским с учетом полупроводящих свойств Земли. Окончательное решение задачи дифракции радиоволн принадлежит советскому академику В. А. Фоку.
Однако дифракцией можно только частично объяснить отгибание радиоволнами выпуклой поверхности Земли. Другой причиной, вызывающей отгибание радиоволнами подстилающей поверхности, является влияние на них атмосферы нашей планеты.
Контрольные вопросы
1.Привести классификацию радиоволн по диапазонам.
2.Привести классификацию радиоволн по способу распространения.
3.Какие электромагнитные колебания относятся к радиоволнам?
4.Что лежит в основе деления радиоволн на диапазоны?
5.Каков вид электромагнитной волны в среде без потерь?
6.Чем определяется распределение поля в пространстве?
7.Какие волны получили название поверхностных или земных волн?
8.Какие волны называются пространственными волнами?
9.Какие волны получили название тропосферных волн?
10.С какими обстоятельствами связановлияние подстилающей поверхности на распространение радиоволн?
11.Записать и пояснить критерий Релея
12.Что утверждает критерий Релея?
13.Что означает случай «поднятых антенн»?
14.Записать и пояснить формулу Введенского.
15. Почему формулу Введенского еще называют интерференционной и квадратичной?
16.Записать и пояснить формулу Введенского с учетом сферической формы поверхности Земли.
17. Записать дальность прямой видимости для диапазона УКВ.
Видимый горизонт и дальность видимости
Расчет видимого горизонта и дальности видимости в зависимости от высоты наблюдателя и наблюдаемого объекта.
Калькулятор ниже предназначен для расчета видимого горизонта и дальности видимости в зависимости от высоты наблюдателя и наблюдаемого объекта. Под ним, как водится, немного теории.
Видимый горизонт и дальность видимости
Видимый горизонт
Так как земля изогнута, наблюдателю, находящемуся, например, в море, представляется, что он находится в центре круга, по краям которого небо как бы смыкается с морской поверхностью. Эта окружность и называется видимым горизонтом наблюдателя. На картинке слева видимый горизонт обозначен пунктирной линией. То есть для наблюдателя, находящегося в точке А на высоте h от земли, видимый горизонт будет образован всеми точками касания лучей зрения земной поверхности (угол BCO равен 90 градусов).
Говоря о видимом горизонте чаще всего имеют в виду длину d отрезка BC. Длину d легко вывести из теоремы Пифагора.
В реальной жизни на стороне человека выступает атмосфера. Она, благодаря явлению рефракции, то есть преломлению лучей в верхних слоях атмосферы, расширяет его горизонты примерно на 6% 🙂
Формула, таким образом, принимает вид
В принципе, везде (по крайней мере, насколько я находил в Интернете) для расчетов используют упрощенную формулу, из которой исключен радиус Земли. Она, кстати, вполне выводится из верхней.
, для результата в морских милях или
, для результата в километрах
Дальность видимости
Дальность видимости предметов определяется наибольшим расстоянием, на котором наблюдатель увидит вершину наблюдаемого объекта на линии горизонта. Как видно из рисунка, она зависит как от высоты наблюдателя, так и от высоты наблюдаемого объекта. Собственно, это сумма дальности видимого горизонта наблюдателя и дальности видимого горизонта наблюдаемого объекта. Это довольно важный параметр для навигации.
В калькуляторе я ее вычисляю, а на практике, насколько я понимаю, дальности видимости береговых ориентиров указываются во всяческих лоциях, мореходных таблицах и тому подобном для высоты наблюдателя, равной пяти метрам. Для поправки на фактическую высоту наблюдателя используется «номограмма для расчета дальности видимости предметов в море в дневное время при среднем состоянии атмосферы».
Распространение в прямой видимости
Однако на частотах выше 30 МГц ( ОВЧ и выше) и на более низких уровнях атмосферы ни один из этих эффектов не является значительным. Таким образом, любое препятствие между передающей антенной ( передатчиком ) и приемной антенной ( приемником ) будет блокировать сигнал, как и свет, который может воспринимать глаз. Следовательно, поскольку способность визуально видеть передающую антенну (без учета ограничений разрешения глаза) примерно соответствует способности принимать от нее радиосигнал, характеристика распространения на этих частотах называется «прямой видимостью». Самая дальняя возможная точка распространения называется «радиогоризонтом».
На практике характеристики распространения этих радиоволн существенно различаются в зависимости от точной частоты и мощности передаваемого сигнала (функция как передатчика, так и характеристик антенны). Радиовещание FM- радио, работающее на сравнительно низких частотах около 100 МГц, меньше подвержено влиянию зданий и лесов.
Содержание
Нарушение прямой видимости [ править ]
Маломощные микроволновые передатчики могут быть заблокированы ветвями деревьев или даже сильным дождем или снегом. Присутствие объектов вне зоны прямой видимости может вызвать дифракционные эффекты, нарушающие радиопередачу. Для наилучшего распространения в объеме, известном как первая зона Френеля, не должно быть препятствий.
См. Также « Распространение вне прямой видимости» для получения дополнительной информации об ухудшении распространения.
Мобильные телефоны [ править ]
Хотя частоты, используемые мобильными телефонами (сотовыми телефонами), находятся в пределах прямой видимости, они по-прежнему работают в городах. Это стало возможным благодаря комбинации следующих эффектов:
Радиогоризонт [ править ]
Радиогоризонт передающей и приемной антенн можно складывать вместе, чтобы увеличить эффективную дальность связи.
Простые формулы дают наилучшее приближение максимального расстояния распространения, но их недостаточно для оценки качества обслуживания в любом месте.
Эффект выпуклости Земли и атмосферы [ править ]
Геометрическое расстояние до горизонта [ править ]
Допуская идеальную сферу без неровностей рельефа, можно легко вычислить расстояние до горизонта от высотного передатчика (т. Е. Линия прямой видимости).
Поскольку высота станции намного меньше радиуса Земли,
d ≈ 3,57 ⋅ час <\ displaystyle d \ приблизительно 3,57 \ cdot <\ sqrt 
d ≈ 1,23 ⋅ час <\ displaystyle d \ приблизительно 1,23 \ cdot <\ sqrt
Отраженное расстояние до горизонта [ править ]
d ≈ 4,12 ⋅ час <\displaystyle d\approx 4.12\cdot <\sqrt
для h в метрах и d в километрах; или же
d ≈ 1.41 ⋅ h <\displaystyle d\approx 1.41\cdot <\sqrt
для h в футах и d в милях.
Но в штормовую погоду k может уменьшиться, что приведет к замиранию передачи. (В крайних случаях k может быть меньше 1.) Это эквивалентно гипотетическому уменьшению радиуса Земли и увеличению выпуклости Земли. [4]
Например, в нормальных погодных условиях радиус действия станции на высоте 1500 м относительно приемников на уровне моря можно найти как
d ≈ 4.12 ⋅ 1500 = 160 km. <\displaystyle d\approx 4.12\cdot <\sqrt <1500>>=160<\mbox< km.>>>
Что такое радиогоризонт
Термин «радиогоризонт» можно слышать довольно часто, особенно, если интересоваться технологиями или современным вооружением.
Но что это слово означает на самом деле и почему не все так просто, как может показаться на первый взгляд.
Радиогоризонт – это просто
Если не вдаваться в подробности, попробовать объяснить, что такое радиогоризонт, это будет очень просто.
Так как наша планета не плоская, а радиоволны распространяются по прямой, то на определенной дальности от антенны кривизна земли не позволит «увидеть» цель или передать сигнал от одной антенны к другой. Точно так же как если смотреть с помощью зрения, горизонт скрывает то, что за ним.
Но можно ли заглянуть за горизонт? Даже без расчетов, интуитивно понятно, что тем выше над землей, тем дальше будет прямая видимость.
Но все-таки радиогоризонт можно рассчитать, это простая геометрия, и простая формула:
Где R — усредненный радиус Земли, hr — высота радара над землей.
И если подставить в формулу средний радиус Земли (наша планета не идеальный шар, поэтому и средний) и принять, что высота намного меньше радиуса планеты и ей можно пренебречь, будет еще проще:
Например, если радар на корабле установлен на высоте 20 метров, а цель находится на уровне моря, то радиогоризонт для него составит всего 18,4 км. Все что дальше, будет невидимым.
Расстояние до горизонта на море очень просто посчитать. Чем выше вы находитесь над уровнем моря, тем дальше «за горизонт» можете заглянуть. Например, при высоте 1,8 метра (человек стоит на плоту, например) видимость будет ограничена 5 километрами.
Британский эсминец типа «Дэринг». Радар нужно поднимать как можно выше.
Формула прямой видимости
Но это только в случае, если сама цель находится на земле (или на воде, как в примере выше). А если нет, если речь о самолете, тогда нужно принять во внимание и его высоту. В таком случае дальность прямой радиовидимости будет складываться из двух составляющих:
При этом радиогоризонт остается тем же, сама цель поднимается выше.
Формула радиогоризонта
Как это получилось? На картинке выше все представлено не в масштабе для простоты. Но если учесть, что радиус земли значительно больше, чем высоты антенны или цели, получится просто два прямоугольных треугольника. А раз так то теорема Пифагора может рассчитать расстояние до горизонта d1 и расстояние до цели d2.
ht — это высота цели.
Если вернутся к примеру выше, высота радара 20 метров, радиогоризонт для него все те же 18,4… Вот только самолет летит на высоте 8 000 метров. Тогда дальность прямой (геометрической) видимости — 335 километров.
Это простое объяснение и простая геометрия. Но зачем тогда приставка радио- если речь о прямой видимости, также как и с «обычным» горизонтом?
Так ли просто все на самом деле? Нет, не так. Земля по прежнему похожа на шар, но радиоволны движутся не совсем по прямой.
Радиогоризонт — это сложно
Все что было описано выше, чистая геометрия, без учета таких волновых явлений как рефракция и дифракции, свойства среды и подстилающей поверхности (суша это или море в шторм) и некоторые другие явления.
Рефракция, это изменение направления распространения волны, из-за неоднородности атмосферы (нижние слои плотнее верхних и их свойства меняется «скачками»).
На самом деле, чаще всего, получается эффект «загибания» волны вниз (хотя иногда бывает и наоборот), что позволяет немного «заглянуть за горизонт» и для учета этого эффекта применяется коэффициент 4/3, что фактически увеличивает радиогоризонт на 33%. Хотя и это тоже упрощение.
Критическая рефракция или сверхрефракция и вовсе позволяет радиоволнам огибать весь земной шар и слышать радиопередачу с другой части планеты. Получается так называемый тропосферный волновод.
Но существует технология, специально созданная для того, чтобы решить проблему радиогоризонта, и использовать свойства атмосферы по полной — загоризонтный радар.
Загоризонтный радар пространственной волны использует отражение радиоволн от ионосферы. Это позволяет ему «видеть» цели расположенные намного дальше прямой видимости, даже на другой стороне Земли. С другой стороны, то, что находится рядом, такой радиолокатор не может обнаружить в принципе.
Еще одна особенность — огромные антенны и большое расстояние между элементами.
Например, знаменитая «Дуга» все еще находящаяся в городе под названием Чернобыль-2 имеет размер антен:
И это только антенны работающие на прием, передающая РЛС вообще находилась в 60 км от Чернобыля, под Черниговом.
Сигнал отраженный от ионосферы, потом отражается в обратном порядке и конечно сильно теряет в мощности. Также сама ионосфера совсем не похожа на ровное зеркало, что тоже сказывается на точности.
Поэтому такие ЗГРЛС предназначаются только для предупреждении о массовом пуске баллистических ракет. Целеуказание они выдавать не могут, просто сигнализируют «внимание, где-то там, что-то куда-то двигается».
Есть и другие загоризонтные радары, использующие принцип поверхностной волны, который основан как раз на явлении рефракции радиоволн. Дальность обнаружения ниже, зато точность выше. Но оба эти типа умеют заглядывать за горизонт.
В отличие от геометрического горизонта, ограничения реального радио- можно обойти с помощью физики.