5.6. Відбивання від поверхні Землі

При вимірюванні відстаней частина випромінюваної потужності падає на земну поверхню, відбивається і попадає в приймальну антену. Відбитий сигнал накладається на сигнал, що пройшов по прямому шляху, змінює фазові співвідношення в приймачі і викликає похибку в вимірюванні відстані.

Великий вплив на величину похибки внаслідок відбиття має також частота модуляції. Чим вища частота модуляції тим менша похибка. Наприклад при збільшенні частоти модуляції від 15 мГц до 150 Мгц похибка зменшується в 10 разів.

При аналізі величини похибки за звичай приймають наступні спрощення: поверхня, що відбиває промені вважається плоскою, причому один прилад є передавачем, інший - приймачем. Такі спрощення не викликають принципових змін при аналізі явища.

В усіх відомих віддалемірах застосовується синусоїдальна вузькосмугова частотна модуляція. Частотний спектр модульованого коливання складається з несучої і бокових смуг, зміщених симетрично відносно несучої на частоту модуляції.

В приймальній антені інтерферують такі сигнали: несучий сигнал прямого променя; несучий сигнал відбитого променя; дві бокові смуги прямого променя. Якщо в приймальну антену попадає тільки несучий сигнал прямого променя зі своїми боковими смугами, то вимірюваній відстані й відповідає фазовий кут р . Якщо крім того, в антену попадає несучий промінь відбитого сигналу зі своїми боковими смугами, який пройшов шлях й+А, то виникає інший фазовий кут р + е . Похибка фази е пропорційна похибці у відстані дй , називається похибкою, обумовленою відбиванням і повністю визначається різницею ходу А , відношенням сигналів (амплітуди відбитого до амплітуди прийнятого), довжиною хвилі 1 н несучої частоти і довжиною хвилі 1 м модулюючої частоти. Різниця ходу у випадку коли обидві станції знаходяться на однаковій висоті И над поверхнею, приА<<й визначається співвідношення А = 2 И2/й. Відношення сигналів визначається, перш за все, структурою та протяжністю відбивальної області. Відношення сигналів значне, якщо значна частина траси дає вклад у відбивання і ця частина сильно відбиває (вода, сніг). На протяжних трасах з помітними горбами зустрічаються невеликі відбивальні ділянки і відношення невелике. Відношення сигналів також невелике, коливимірювання відбуваються над лісом. Відбиття відсутнє, якщо при рівних висотах станцій

2 h/ d > tg ( Dp / 2 + 0,5) .

У випадку малого відношення сигналів а < 0,1 похибка із-за відбивання

с .     1M         2 p D      2 p D о d » -        а cos- sin -.

2p lH lM

З цього співвідношення видно, що на похибку впливають, крім параметрів траси, довжини хвиль несучої l H, і модулюючої l M частот.