[科普中国]-台卡

简介

中文名称：台卡

英文名称：Decca

应用学科：船舶工程（一级学科）；船舶通信导航（二级学科）

台卡导航系统低频连续波相位双曲线导航系统，主要用于海上近程高精度定位和沿海岸导航。台卡导航系统的工作频率在70～130千赫之间。频率常受天波干扰,尤其是在夜间。台卡导航系统覆盖区域最远只能在天波强度不超过地波强度的50%之内。1

台链由4个台组成。3个副台位于近似等边三角形顶点，主台位于中心附近。主台和副台间的距离(基线)在60～120海里之间。副台分别称为红台、绿台和紫台。台卡导航系统的台链固定使用一个不辐射的公共基频f (在14.00～14.33千赫之间)。规定主台发射6f 频率，红、绿、紫三个副台分别发射8f、9f 和5f 频率。副台的相位控制设备严格保持发射频率之间的相位关系。台卡导航系统的台链可用63套由不辐射基频f 衍生的频率加以区分。

基本比相方式台卡接收端同时接收5f、6f、8f 和9f信号,经过放大后分别倍频。紫台与主台在30f上比相后输入台卡计；红台和绿台则与主台分别在24f 和18f上比相并分别输入各自的台卡计（图1）。台卡计是台卡测量指示器，有红、绿、紫三个，用指针度盘方式显示三组台卡双曲线坐标。2

台卡双曲线用户至主台、副台距离之差的轨迹线为双曲线，随着距离差不同产生许多条双曲线。双曲线是成对的。台卡导航系统是不调制连续波系统，所以台卡双曲线伴有相位周期性，在导航领域称 为多值性。一个射频周期为一个波长，半个波长为一个巷道。巷道宽度随比相频率而变动。例如,基线上红台比相频率为340千赫时，巷宽为 440米。这是相邻两条零相位差位置线之间的区域。巷可细分为1/100分巷，1/100分巷相当于3.6°相位。如巷宽为440米，则一个分巷仅4.4米（在基线上）。这是精测位置线。在基频1f上比相，相邻两条零相位线之间的区域称为区，在基线上区巷宽度可达10公里左右。这是粗测位置线。在使用台卡导航系统的海图上，印有以红、绿、紫三色表示的台卡双曲线。两条不同颜色的双曲线的交点就是用户位置。每条双曲线都标有规定的区、巷、分巷标记。从两个台卡计上找到读数后再从图上找到的相交点就是位置（图2）。3

台卡巷识别台卡巷宽约几百米（基线上），为使定位方便，须采取识别准确巷道的措施。台卡采取先在1f上比相得到约10公里宽的粗巷（区巷），再分别从粗巷内识别准确巷道（基频1周的相位差内含有18个绿色巷道、24个红色巷道和30个紫色巷道）。大量台卡接收机依靠台卡计或图形显示的积累作用保持巷道计数。从1948年起，所有固定的台卡台链都已设有巷道识别装置。巷道识别装置有V型和MP型两种识别方式（图3）。①V型识别方式:在接收端用差频方法获得1f粗测比相频率。在识别瞬间，主台同时发射5f和6f频率，副台轮流同时发射9f和8f频率。识别瞬间各占约0.45秒。此外，在接收端将8f和9f频率分别经3倍频和2倍频后得24f和18f频率，差拍成6f频率，再与主台6f频率比相得到中测巷道,它比粗测巷细6倍。在地波遭受天波干扰时，V 型巷识别计读数会产生随机变动，使所指巷道不准确。②MP型识别方式：特点是台卡台链在巷识别瞬间每个台将5f、6f、8f、9f 4个频率一起发射，但各台以0.45秒短促时间轮流发射，每20秒重复一次识别发射。在接收机中将收到的4个频率线性相加后可再现频率1f 的脉冲型式。这种方式可以免除相位分量中出现变化时的相位误差。4

常用接收机航海常用接收机有MK-12型和MK-21型。MK-12型可接收63个台链信号，有V型和MP型巷两种识别方式。MK-21型的功能与MK-12型类似，但巷识别只有MP型。MK－21型已全部采用集成电路以及锁相和数字化相位测量技术，结构是插件式的。巷识别已用数字指示，提高了识别精度，也便于跨台链定位。台卡导航系统定位准确度变动范围较大，白天在几何形状良好的地区和无天波干扰条件下可达几十米；夜间在天波干扰强烈边缘可达几海里。