无线电测向基础知识 !(转)
第一节 无线电测向技术的内容无线电测向运动做为一项竞技体育项目,同其它竞技体育项目一样,具有鲜明的竞技特征。具体来说,一是参加者必须共同遵守统一的竞赛规则,二是竞赛活动表现出强烈的竞争特点,三是每一个参加者在赛前和竞赛过程中要采取一系列措施,力求使自己的体力、智力、技术在比赛中得到最好的表现和发挥,以创造优异成绩,压倒对手,夺取胜利。竞技体育的这些特点表明它不同于娱乐和游戏,也不同于健身体育和康复体育。它要求参加者从事系统的科学的训练,全面掌握各种技术,锻炼并提高自己的体力和智力去适应运动竞赛的需要。无疑,技术训练是任何一项竞技体育运动员训练的重要内容之一。
无线电测向运动对参加者的运动素质的要求无疑是很高的。以往曾有人以为,只要运动素质发展全面,体力充沛,跑得快,便可以成为优秀测向运动员。近几年,随着竞赛规则的修改,测向技术及相关理论的发展,特别是通过历年优秀运动员的观察和统计结果的分析,使越来越多的测向运动爱好者转而赞同这样一种观点:运动素质是运动和发挥技术、提高运动成绩的基础,测向技术水平才是创造优异成绩的关键。在这一章里,将按起点技术、途中技术、近台区技术、地形学知识的顺序,向读者介绍无线电测向的各种技术。下一章再介绍技术训练的方法。
在学习有关技术,投入训练之前,先粗略地了解一下无线电测向技术构成是有好处的。知道了总的轮廓,在学习一个单项技术时,可以了解它在整体技术中所处的地位;在学习一项综合技术(例如近台区测向)时,可以知道它是由哪些基本技术或单项技术所构成。这样,既可以提高运动员参加枯燥的基本技术训练的自觉性,也有助于教练员把训练安排得更合理、更系统。
无线电测向技术如果以竞赛过程的先后分,可以划为以下三项:
(1)起点测向 包括起点前技术、起点测向、离开起点三部分。
(2)途中测向 包括首找台及找台顺序的确定、到位技术、途中跑及道路选择三部分。
(3)近台区测向 近台区测向包含内容较多,许多基本技术和单项技术都可能在近台区得到综合运用。主要的有沿方向线跟踪、交叉定点、比音量、无信号找台、搜索等。
还有一些技术内容,例如指北针和地图使用、体力分配、复杂条件下对干扰、反射等特殊情况的处理等,难于划入上述三阶段中的某一阶段,但也必须掌握。
无线电测向技术如果以从易到难、先单项后综合的顺序划分,可视为包含以下内容:
(1)使用和掌握测向机 包括持机方法、收测电台信号技术的训练及掌握测向机性能。收测电台信号技术包括:信号的辨认、调谐和抗干扰接收、测出电台方向线的步骤等。掌握测向机性能包括:学会使用增益旋钮和衰减开关,了解测向机一般检查和简单故障的应急处理方法。
(2)基本技术 包括测向技术、地图和指北针的使用和越野技术。测向技术的内容有:原地和移动中测记电台方向线;参照实地方位物按方向线前进;利用测向机的音量、指向、强度变化等判断关键距离(如近台区、一轮信号奔跑距离)和电台设置位置(如高低、向背);近台区技术(方向跟踪、交叉定点、比音量、无信号找台、搜索);测向点的选择:识别和排除环境等因素对方向的影响。地图与制北针的使用包括:地图的识读,分析、记背以及现地对照;指北针的安装、使用及利用指北针按方向线行进。
标绘电台方向线和地图上的远距离交叉。越野技术包括:越野奔跑技术和体力分配;选择道路的基本原则。
(3)专项技术 包括确定首找台和找台顺序、到位技术、近台区测向和识图越野。
(4)综合技术 包括综合运用各种技术的能力、体力和竞技状态的调整和心理控制及心理训练。
第二节无线电测向原理
一、无线电波的发射
随着科学技术的不断发展,人们与“无线电”的关系越来越密切了。播送广播节目和电视节目的广播电台和电视台,是通过发射到空间的无线电波把声音和图象神奇地传诵到千家万户的,这个道理已成为人们的常识。让我们再来简单地回顾一下发射和接收过程:广播电台(电视台)首先把需要向外发射声音和图象变为随声音和图象变化的电信号,然后用一中频率很高、功率很强的交流电做为“运载工具”,将这种电信号带到发射天线上去。再通过天线的辐射作用,把载有电信号的高频交流电转变为同频率的无线电波(或称电磁波),推向空间,并象水波一样,不断向四周扩散传播,其传播的速度在大气中为每秒30万公里。在电波所能到达的范围内,只要我们将收音机、电视机打开,通过接收天线将这种无线电波接收下来,再经过接收机大放大、解调等各种处理,把原来的电信号从“运载工具”中分离出来,逼真地还原成发射时的声音和图像,我们就能在远隔千里的地方收听(收看)到广播电台(电视台)播出的节目。
无线电测向也是利用类似的途径和方式实现的,只是它所发射的仅仅是一组固定重复的莫尔斯电报信号。电台的发射功率小,信号能到达的距离也极为有限。一般在10公里以内。下面,我们紧密结合无线电测向,介绍一些有关的无线电波的基础知识。
1. 无线电波的传播途径
无线电波按传播途径可分为以下四种:天波——由空间电离层反射而传播;地波——沿地球表面传播;直射波——由发射台到接收台直线传播;地面反射波——经地面反射而传播。
无线电测向竞赛的距离通常都在10公里以内,所以,除用于远距离通信的天波外,其它传播方式都与测向有关,160米和80米波段测向,主要使用地波;2米波段测向,主要使用直射波和地面发射波。
2. 无线电波在传播中的主要特性
无线电波离开天线后,既在媒介质中传播,也沿各种媒介质的交界面(如地面)传播,其传播的情况是非常复杂的。它虽具有一定的规律性,但对它产生影响的因素却很多。无线电波在传播中的主要特性如下:
(1)直线传播 均匀媒介质(如空气)中,电波沿直线传播。无线电测向就是利用这一特性来确定电台方位的。
(2)反射与折射 电波由一种媒介质传导另一种媒介质时,在两种介质的分界面上,传播方向要发生变化。图2-1所示的射线由第一种介质射向第二中介质,在分界面上出现两种现象。一种是射线返回第一种介质,叫做反射;另一种现象是射线进入第二种介质,但方向发生了偏折,叫做折射。一般情况下反射和折射是同时发生的。入射角等于反射角,但不一定等于折射角。反射和折射给测向准确性带来很大的不良影响;反射严重是,测向机误指反射体,给接近电台造成极大困难。
(3)绕射 电波在传播途中,有力图饶过难以穿透的障碍物的能力。绕射能力的强弱与电波的频率有关,又和障碍物大小有关。频率越低的电波,绕射能力越弱;障碍物越大,绕射越困难。工作于80米波段的电波,绕射能力是较强的,除陡峭高山(相对高度在200米以上)外,一般丘陵均可逾越。2米波段的电波绕射能力就很差了,一座楼房,或一个小山丘,都可能使信号难以绕过去。因此,测向点的选择就成为测向爱好者随时都要考虑的一大问题。
(4)干涉 直射波与地面反射波或其它物体的反射波在某处相遇时,测向机收到的信号为两个电波合成后的信号,其信号强度有可能增强(两个信号跌叠加)也可能减弱(两个信号相互抵消)。这种现象称为波的干涉。产生干涉的结果,使得测向机在某些接收点收到的信号强,而某些接收点收到的信号弱,甚至收不到信号,给判断电台距离造成错觉。2米波段测向中,这种现象比较常见。
另外,如图2-2所示,天线发射到空间的电波的能量是一定的,随着传播距离的增大,不仅在传播途中能量要损耗,而且能量的分布也越来越广,单位面积上获得的能量越来越小。反之,距电台愈近,单位面积上获得的能量愈大。在距电台数十米以内,电场强度的变化十分剧烈,反映在测向机耳机中的音量变化也格外明显。这一特点有助于测向运动员在接近电台后判断电台的距离及其位置。
3.天线的架设与电波传播形式的关系
当发射天线垂直于地面时,天线辐射电磁波的电场也垂直于地面,我们称它“垂直极化波”;当天线平行于地面时,天线辐射电磁波的电场也平行于地面,我们叫它“水平极化波”。160米波段和80米波段,规定发射垂直极化波,因而要求发射天线必须垂直架设;2米波段规定发射水平极化波,因而要求发射天线必须水平架设。
二、无线电测向机的组成与特点
无线电测向机是测向运动员在训练与比赛中赖以测向隐蔽电台方位的工具,根据工作波段的不同,测向机的电路和外形结构也不尽相同。但一部测向机,无论是简是繁,是大是小,都是由测向天线、收信机和指示器三部分组成的。其方框图如图2-3所示。
1.测向天线
测向天线接收被测电台发出的无线电信号,并对来自不同方向的电波产生不同的感应电势。这是测向机不同于一般收音机的主要区别。目前测向运动中,160米波段测向机使用磁性天线以及与它相配合的直立天线;80米波段测向机多数也用磁性天线加直立天线(过去也有用环形天线加直立天线的,但因环形天线体积大,不易看准方向线,已很少使用);2米波段测向机使用八木天线。
2.收信机
收信机对测向天线送来的感应电势进行放大解调等一系列处理,最后把所需信号送入指示器。一般测向机的收信部分与普通收音机基本相似,但根据测向的特殊需要,它还应具备以下特点:
(1)为保证远距离收到隐蔽状态下的小功率电台信号,应有较高的灵敏度。但为使近距离测向时信号不致阻塞,(信号过强时出现的现象)保持良好的方向性,以及能准确判断电台距离,收信机必须有整机放大量调整和衰减信号装置。
(2)测向机的音量应随天线感应电势的大小发生明显的变化。收音机中为提高音量稳定而设置的自动音量控制电路,不能用语测向机。
(3)测向机的外形结构设计应适应剧烈运动的需要,即坚固、防雨、防震、便于携带和操作。
(4)除天线外,其余部件不得接收电波,以防破坏测向机的方向性。因此,应使用金属外壳将整机屏蔽。
3、指示器
指示器将天线对不同方向电波的反应显示出来.目前,测向机都采用耳机作指示器,通过它将电信号还原成声音,依靠耳机中声音大小判断电台方向。
三、测向天线的基本工作原理
测向机的主要功能是测定发信电台的方向,这就要求测向机必须具备良好的方向性。这主要依赖测向天线的设计与制作。
1.磁性天线工作原理
160米和80米波段测向使用的磁性天线,由磁棒和绕在磁棒上的天线线圈及引线、屏蔽罩组成。基本结构如图2-4所示。
(1)磁棒 磁棒由软磁铁氧体磁性材料制成。它的特点是既易被磁化,又易退磁,有较高的导磁率。对于均匀磁场来说,磁棒内部所产生的磁阻远较空气小,所以将有大部分磁力线集中到磁棒内。图2-5(a)所示为一均匀磁场,图2-5(b)表示了加入磁棒后磁场的分布。由图中不难看出,磁棒的加入,聚集了大量空间磁力线,从而使磁棒上的线圈感应出很强的信号电压。
(2)磁性天线工作原理 我们来看图2-6,这是将磁性天线平行于地面放置,并接收垂直极化波时的俯视图。电波从左向右传播,其磁场方向必定垂直于电波传播方向,并与地面平行(如图中虚线所示)。磁性天线的输出电势E磁会随O的改变而变化。
当磁棒轴线与电波传播方向平行时(θ=00,θ=1800),磁场方向与磁棒垂直,磁力线无法顺着磁棒穿过线圈,线圈感应电势为零,即e磁=0。当磁棒轴线与传播方向垂直时(θ=900,θ=2700),磁场方向与磁棒平行,磁棒聚集最多的磁力线通过线圈,线圈中的感应电势最大。磁棒轴线与传播方向成其它角度时,多少会有一部分磁力线通过磁棒,天线有电势输出。θ愈接近00或1800,e磁愈小;θ愈接近900或2700,e磁愈大。总之,e磁随θ的变化而变化,其变化情况可用图2-7表示,这就是磁性天线的“8”字形方向图。
在其它条件不变的情况下,磁性天线转动1800,e磁改变极性。设在00~1800范围内的感应电势为正值,则180~3600的感应电势为负值。
当用耳机作为测向机指示器时,所发声音将随e磁的大小而变化。若转动磁性天线一周,当磁棒轴线正指电台时(即图2-7中的00、1800两个方向),耳机声音最小或完全无声,此时称小音点或哑点;当磁棒轴线的垂直方向对着电台时(即图中的的900、2700两个方向)耳机声音最大,此时磁性天线正对着电台的那个面称大音面,或大音点。在测向中,只要转动磁性天线,找出哑点,发射台必定位于磁棒轴线所指的直线上,这就是通常所说的测双向定线。
(3)单方向的确定 由磁性天线的方向图可知,天线转动一周,测向机将出现两个声音最大处和两个声音最小处,即磁性天线的方向图具有双值性。利用这一点,可以测定电台所处的一条位置线,但判断不出它究竟处在位置线上的哪一边。因此,仅具有双值性的测向机在测向运动中是不能使用的,还必须使测向机具有单值性。磁性天线和直立天线组成的复合天线,就是具有单值性的测向天线。
直立天线在水平平面的方向图是一个圆(如图2-8中所示)。天线转动3600,感应电势e直的大小和极性都不会变化。现设直立天线的电势等于1,并为正值;设磁性天线的电势最的值也等于1,将磁性天线旋转3600时其电势的大小和极性也标注在图2-8中。我们再将任一方向上两天线的电势相加,如在00或1800方向上,e直=1,e磁=0,合成电势(e合)=1;在900方向上,e直=1,e磁=1,e合=2;在2700方向上e直=1,e磁=-1,e合=0,等等。由图可见,上半部分各方向上的两天线电势极性相同,合成电势为两电势之和;下半部各方向上两电势的极性相反,合成电势为两电势之差。总的合成结果是一个实线所示的心脏形方向图。
从这个方向图看出,磁性天线转动一周时,只有个一方向(即θ=2700)使信号消失;也只有一个方向(即θ=900)信号最强。这样就克服了磁性天线的双值性,获得了单方向性能。我们把信号强的这个面叫做单向大音面,简称大音面。利用大音面就可直接测出电台在哪一边,即“定边”。
心脏形方向图可直接用于测向;但因测向误差大,一般只作单向鉴别用。
2. 八木天线及其工作原理
八木天线广泛地用于电视接收、中断通信、雷达等。2米波段测向也用这种天线。
八木天线在某种意义上可以说是由半波振子天线演变而来的。人们买到电视机后,如果一时买不来电视天线,常常临时找两根直径为1厘米左右的金属圆管,按图2-9的形状安装在室内或室外,其总长为当地电视发射频道波长的一半,从馈线处将信号引入电视机。这种天线称为半波振子天线,它的方向图如图2-10,与80米测向机用磁性天线的8字形方向图相类似,其最大接收方向为振子轴线垂直方向。用作电视接收,必须使振子轴线垂直电视台方向架设,才能获得最佳效果。这种天线的效率低,只能在距电视台较近和发射功率较强的条件下使用。由于这种天线同磁性天线一样,方向图中有两个大音面,两个“哑点”,利用其轴线的“哑点”也可以精确测定电台方向线。但是,它无法确定电台在哪一边,在测向运动中不能直接应用。
下面介绍几种具有单向特性,可以应用于无线电测向运动的八木天线。
(1)具有就反射器或引向器的二元八木天线
这两种天线的结构及方向图如图2-11和图2-12所示。振子1与振子2平行放置,间距为λ/4(1/4波长)。振子1取半波长,并与接收机连接,称为有源振子。振子2做为反射器时长度略大于半波长,做为引向器时长度略小于半波长;振子2不与接收机相接,称为无源振子。
具有反射器的八木天线,最大接收方向是振子1所在的方向。和仅有单个半波振子的天线相比,它在这一方向上接收电波时获得的天线感应电势增长将近一倍,而在反射器所在方向接收电波后感应电势大大减弱。振子2像是一面镜子,把从振子1方向来的电波反射回振子1方向来的电波反射回振子1上迭加,使电波得到加强;从相反方向来的电波被振子2反射,难以到达振子1。正是因为这个原因,振子2称为反射器。
具有引向器的八木天线的方向图,其形状与具有反射器的八木天线方向图基本相同,只是方向相差1800,其主瓣在振子2所在方向上。因为振子2好像把电波引向了振子1,故振子2称为引向器。和单个半波振子天线方向图相比,这两种天线都实现了单值性。天线转动一周时,只有一个方向信号最强,而其它方向信号却很弱(反方向有小小的“副瓣”)。因此,在实际测向中,天线的最大接收方向正对电台,耳机中声音将是最大的;离开这个方向,声音将逐渐变小,(接近转动1800时,耳机中声音将稍稍回升);继续转动测向机的天线,耳机中声音很宽变小又渐渐变大,转至3600时又恢复到00时的状态。这样转动天线一周,只出现一个大音点(或大音面),实现了单向测定电台方向线。
(2)具有反射器和引向器的三元天线
仅具有引向器或反射器的天线,体积小、便于运动,但效率和方向性均不够理想。为提高天线效率和获得更为尖锐的方向性,可采用具有一个反射器和一个引向器的天线,这就是三元八木天线。
一个实用的三元天线的外形见图2-13。它的最大接收方向是引向器的引伸方向,其方向性较二元天线已有明显改善。
为了使天线的饿方向性更好,效率更高,只要增加引向器的树木,安排好各单元振子的尺寸和间距即可。有两个引向器、一个反射器的天线称四元天线,有三个引向器、一个反射器的天线称五元天线。测向运动中,由于天线的体积对运动员快速奔跑影响较大,四元以上天线已很少使用。
近几年来,越来越多的人喜欢使用一种缩短型天线。这种天线的优点是尺寸小(只有两个振子),但增益和方向性均较好,特别是后瓣相当小。目前,国内测向机主要生产单位——男阳无线电一厂生产的2米波段测向机,装备的就是这种天线。
2米测向机天线体积较大,为便于训练和携带,生产厂家都将各振子制作成可拆卸的。因此,在使用中切记不可将不同尺寸的振子相互颠倒,以免使测向机方向性受到严重破坏。
第三节 测向机的使用
一、持机方法
掌握正确的持机方法,养成良好的习惯,是在训练和竞赛中,及时捕捉电台信号,提高测向速度和精度的必要条件。
1.80米、160米波段测向机持机方法
目前,国内使用较多的是直立式测向机,其正确就持机方法如图2-14所示:右手握机,大拇指靠近“单、双向开关”,其它四指握向测向机,手背一面是大音面;松肩、垂肘,测向机举至胸前,距人体约25厘米左右,尽量保持测向机与地面垂直。调整测向机时,用右手调整各旋钮和扳动各开关(单、双向开关由右手大拇指控制)。测单向时,为了测线准确,找谆方位物,允许将持机臂伸直,将测向机抬高与眼平,进行“瞄准”。
2.2米波段测向机持机方法
割据2米波段测向使用水平极化波,以及测向时多用单向大音面的特点,爱好者持机时应注意以下几点:
(1)右手握机,左手调整旋钮和开关。
(2)测向时,天线所在平面必须与地面保持平行。
(3)一般情况下,测向机举至胸前,并使引向器始终处于前方,以便准确观察电台方向线。信号弱或收不到信号时,可将测向机举过头顶。
具体持机方法见图2-15。
二、掌握测向机的性能
1. 收听信号与电台呼号的辨认
无线电测向所用隐蔽电台,都有自己的编号和呼号,各台工作时,各用莫尔斯电码定时拍发本台的呼号。它们是:
1号台:MOE - - - - - ? 或1 ?- - - -
2号台:MOI - - - - - ? ? 或2 ? ? - - -
3号台:MOS - - - - - ? ? ? 或3 ? ? ? - -
4号台:MOH - - - - - ? ??? ? ? 或4 ? ??? ? ? -
5号台:MO5 - - - - - ? ? ? ? ? 或5 ? ? ? ? ?
6号台:6 - ? ??? ? ?
7号台:7 - - ? ? ?
8号台:8 - - - ? ?
9号台:9 - - - - ?
0号台:0 - - - - -
信号台MO - - - - -
备用呼号(当2米波段某频点遇到严重干扰时,可采用其他频点的备用电台):
MA台 - - ?-
MU台 - - ?? ? -
MV台 - - ?? ? ?-
M4台 - - ?? ? ?? ? -
M5台 - - ?? ? ?? ? ?
电台的拍发速度均为每分钟25-80字符。
使用80米测向机来收听信号的过程是:将耳机插入插孔中,头戴耳机;拉出直立天线;“报话”开关置于“报”位;“远近程”开关扳向“远程”;开启电源开关,将“音量”旋钮至最大位(此时耳机内有较大的沙沙声)。然后缓慢调整“调谐”旋钮,注意收听电台信号。当突然听到某一异样声音时,将“调谐”旋钮更缓慢地左右细调,直到声音最大、最清晰为止,还要仔细辨听该信号是不是被测电台信号;如果不是被测电台的信号,要继续调谐。
如果电台信号很弱或收不到时,可将测向机举过头顶或转移到较高的地方,边转动测向机,边调整“调谐”旋钮,继续收听,以便尽快捕捉住电台信号。
使用2米测向机来收听信号的基本方法与80米测向机相类似。所不同的是,因2米测向机天线方向图主瓣较尖锐,远距离收听时,在相当大的角度内难以收到信号,故必须在3600范围内不停地移动测向天线。另外,因2米波段的电波绕射能力差,收听信号的位置选择比80米波段要求高,应当尽量选择障碍物少的空旷地带和高地。
2. 测向机增益控制装置的使用
测向机的增益控制装置分别是“音量”旋钮和“远、近程”开关。其中,“音量”旋钮采用连续调整方式,利用电位器控制测向机中频放大器的放大量,进而控制音量,逐渐地、连续地平滑变化。而“远、近程”开关,采用不连续调整方式,大多利用开关定量地衰减测向机高频放大器的放大量,对音量控制的效果只有大、小两个状态。在测向过程中,如果电台距离较远时,为保证收到信号,应将这两个增益控制装置同时置于增益最大位置,即“音量”旋钮旋至最大,“远、近程”开关扳向“远程”。当接近电台时,信号逐渐增强,耳机内声音逐渐变大。由于人耳在小音量时对音量变化的分辨能力比对大音量时的分辨能力强,就需要随时减小音量,以利于正确地辨别电台方向。但只有这种控制方式还不够。为了在即将接近电台时可以判断被测电台的距离,不致于有时怕跑过而踌躇不前,而有时却盲目跑过很多,造成时间上的浪费,应将“远、近程”开关扳向“远程”位置。这时,测向机只在大约距电台三、四百米内才能收到适当强度的信号(2米测向机稍远些)。运动员在向被测电台运动中,随时把此开关由“远程”扳向“近程”。如未收到信号,则证明电台还在三、四百米以外,仍需大胆向前奔跑;如果收到了信号,则说明电台已距离不远,此时,就要根据信号的强弱,判断是否到了近台区,并采取必要的手段和方法,准备捕获“猎物”。
3. 测电台方向线的基本方法
80米测向机与测单向和测双向两种方法供选择。在实际测向中,必须两种方法配合使用,才能获得满意的效果。按使用单、双向的步骤不同,可分为单向——双向法和双向——单向法两种。
单向——双向法:运动员按前述“持机方法”持机,手背向前(这时测向机的大音面朝前),用右手大拇指按下“单、双向”微动开关(这时直立天线接入电路),边调整频率调谐旋钮,边转体使大音面环向周围扫动。当耳机声音最大时,测向机单向大音面所在的方向即为电台方向。这个过程叫做测单向,又叫“定边”,即定出电台在哪边。从单向心脏形方向图可知,单向大音面为一个较大的扇面,难以准确地定出方向线。因此,在定边后,大拇指要松开“单、双向”开关(即断开直立天线),并将直立天线收进机内,用磁性天线的小音点(即磁棒轴线)对着单向所指的电台方向,继续转动测向机,当耳机声音最小(或无声)时,磁棒轴线所指的方向,即为电台方向线。后边这个过程叫做测双向,又叫做测线。上述方法操作简便,并且使用单向时灵敏度较高,有利于远距离弱信号的接收,适合于信号微弱时使用。起点测向多采用单向——双向法。
双向——单向法:收听到电台信号后,先用前述双向法,测出电台所处的一条直线。然后右手大拇指按下“单、双向”开关(加入直立天线)并转动测向机900,如图2-16所示,用单向大音面对准测出的直线,听一下声音大小,在迅速将测向机转动1800(扭动手腕,使大音面由原来的向外变为向里)。如图2-17所示。注意保持直立天线与地面垂直,反复比较两面的声音大小。声音大时,单向大音面所在的那条射线即为电台的方向线。可见这种方法是先测出一条方向线,再定出电台在这条线的哪一边,即先测线,再定边。在实际使用中,往往需要再断开直立天线,用双向法瞄示准确的方向线,并记住远处方位物。
对2米测向机来说,有如下两种测向方法。
单向法(也叫主瓣一次测向法):收到电台信号后,转动天线3600,依靠尖锐的主瓣方向图即可明确地测出电台方向线。假如有时主瓣、后瓣难以分清(两个方向上声音大小差不多),可将“音量”关小,测向机举过头顶,在主、后瓣两个方向上翻转天线(如图2-18),注意保持天线所在面与地面的平行,反复对比两边的音量大小,防止测反方向。这种方法动作少,操作简便,但对方向图的主瓣尖锐程度要求较高,多用于三元八木天线。
单向——双向法:这种方法多用于主瓣不够尖锐的二元八木天线或要求方向线很准确的近距离测向中。在被测电台发信后,首先按八木天线的一般使用发法,使各振子所在平面与地面平行,用前述单向法测出电台的大致方向(见图2-19a);然后,把天线立起来使用(见图2-19b),使反射器(或引向器)在有源振子的上方或下方,而失去反射(或引向)的作用。此时只有有源振子起作用,天线的方向图是单个有源振子的“8”字形方向图。这种类似于磁性天线的方向图,小音点的信号强度变化率大,方向性非常明显,而且小音点测向时,可利用振子的指向进行瞄准,提高了测向准确性。这种单、双向配合使用的方法与80米波段测向方法相似,可按测向机的性能和使用者的习惯灵活运用。
另外,80米测向机的直立天线,目前多采用拉杆天线,其高度可以调整。实践证明,在测单向时,随着与电台的距离的缩短,特别是到了近台区,直立天线的高度要相应的降低,才能获得较理想的心脏形方向图。为此,爱好者应分别在距电台200米以外和200米以内的不同距离上,边调整直立天线的高度,边分辨单向的好坏,反复试验,直到使册向机的单向小音面面对电台,耳机声音最小或无声。此时的直立天线高度,即为在该距离上的最佳高度。爱好者在测向时,按此高度测单向,可提高单向鉴别的速度和精度。
第四节 地形学知识
一、一般知识
地形就是地表面的形状。地形由地貌和地物两项构成。地貌就是地表面高低起伏的形态,如高山、丘陵、平原、冲沟等。地物是地表面固定的物体,例如天然的江河、湖泊、森林。人工建造的房屋、碑塔、桥梁、水库等。
把现地的地貌和地物按一定的比例缩小绘制在纸上,并加以标记,就是地图。常见的地图有以下几类:反映一些范围比较大的地图叫地理图,像世界地图、全国地图等;业务部门为某种专门的目的而编绘的地图叫专用地图,例如服务区域图;还有一种地图,它是按照一定的投影方法、比例关系和规定符号,把现地地形测量绘制在平面上的,这种图显示地形准确,标注详细,叫做地图。地形图是军队各级指挥员。地形图是军队各级指挥员指挥战斗行动所必需的重要工具,也是无线电测向、定向越野运动员在比赛、训练中的向导,对于上述人员迅速到达位置,顺利通过各种障碍十分有利。
无线电测向竞赛总是在一定的地形条件下进行的。裁判员发给运动员当日竞赛区域地形图,为运动员分析台位、选择道路、缩短到位时间提供方便。但对于不会用图识图的人来说,地形图便成了一张废纸,白白丢掉了一件有力工具。因此,地形学是无线电测向运动员必须熟练掌握的基本知识。
二、何识读地形图
地形图是以各种线条(直线、曲线、虚线)、图形符号、色彩(黑、棕、蓝、绿)、注记(文字、数字)组成的。要想识读地形图,首先要清楚它们的含意。
1. 比例尺
地形图是经过实地测绘后按一定比例缩小绘制在平面上的,图上距离与实地距离之比就是比例尺。在识读地图时,只要知道了该图所使用的比例尺,再量出图上距离,就可以用
图上距离×比例尺分母=实地距离的公式算出实地距离。无线电测向运动使用的地图比例尺在1:1万到1:5万之间。为了便于直接在地图上量测距离,免除计算的麻烦,地图上都绘有直线比例尺,标明比例尺上的长度对应于实地的水平距离。运动员使用地形图时,主要是用直线比例尺量度距离的,并不困难。
2. 颜色
地图上使用蓝、绿、棕、黑四种颜色。蓝色表示水;河流、水渠用蓝色绘制,池塘、湖泊、水库的水域也以蓝色填充。绿色表示植被;面积大的一些森林、果园、苗圃等地区均以绿色显示,但独立树和树丛是当作符号处理的,是黑色。棕色用来显示地貌;登高线,土坎、冲沟都以棕色绘制。黑色用于那些需要突出表示的地物,像居民地、独立地物、道路、境界;地名和一些注记也用黑色。但近年国内比赛中发给运动员的地图是由复印机复制的单色图,绿色显示为很淡的灰色,蓝色由于复印机感光微弱更容易失去,在识读时应予注意。森林的界域有点状虚线围绕,中间又有树种符号及有关注记,水库的边沿及水坝、河系的桥梁、涵洞、河坝都可显示河流的存在,只要细心,在复印图上仍可看出来。
3. 地物符号
地面物体种类繁多、形态各异,不可能照它们的形状全部描绘在地形图上,为了使地图简明,便于识别,制定了一些图形注记来代表和说明实地的某种物体,这些图形和注记统称为地物符号。地物符号大体可以分为以下几类:
(1)依比例尺表示的符号(又叫轮廓符号)实地上面积较大的地物,如湖泊、居民地、森林、水库等,其外貌轮廓是按该图所用的比例尺绘制的,在图上可显示其分布和形状,并可量得相应的长、宽和面积(见图2-39)。
(2)半依比例尺表示的符号 实地上的长度很长、宽度很窄的线状物,如道路、土堤、电线、水坝、河溪等,其长度是按比例尺绘制的,而宽度不能依比例尺,只好放大描绘。这类符号,在图上只能量取其相应的实地长度,不能量取它们的宽度和面积(见图2-40)。
(3)不依比例尺表示的符号 实地面积很小,但对判断方位有重要作用的独立物,如亭、踏、独立物、独立树等,只能以规定的符号表示。在图上可以了解实地物的性质和准确位置。不能量取大小(图2-41)。
(4)说明和配置符号 说明符号用于说明图形符号所不能表示的内容,如以箭头表示河流流向等。配置符号主要用于表示某些区域的土质分布和植被种类等。例如“松”表示该林区树种为松树,平均树高15米,树的平均直径0.15米。
4.注记
城市、村镇、河流名称、水质咸淡和森林树高、河流流速、桥梁宽度和载重量等,难于用符号表达,需要用文字和数字加以说明,叫做注记。例如一条河流注记,表示河宽15米,水深0.48米。到下游又标记,则表示河宽30米,水深3.5米,便不宜徒涉了。水坝注记中分子表示坝长,分母表示坝高。
5.等高线
在地形图上,地貌主要是用等高线来表示的,因而首先应懂得等高线显示地貌的原理,特点和规定,才能掌握判读的要领。
(1)等高线表示地貌的原理 假设从底到顶,按相等的高度一层一层地用平面横截一座山,则山的表面便会留下一条一条的弯曲线截口痕迹线。如再将这些截口痕迹线垂直投影到一个平面上,便呈现出一圈套一圈的曲线图形。因为每条曲线上各点的高度都相等,所以这种曲线叫等高线;各相邻两条等高线见的垂直距离相等,叫等高距。地形图就是根据这个道理来表示地貌的(见图2-42)。
(2)等高线显示地貌的特点 ①在同一等高线上,各点的饿高程相等;等高线各自闭合,互不相交(在陡崖处可能相交)。②在同一幅图内,等高线多的山就高,等高线少的山就低。③在同一幅图内,等高线间隔大的坡度缓,间隔小的坡度陡。④等高线的弯曲形状与实地地貌的饿形状相似。
不同比例尺地形图的等高距有不同的规定,基本比例尺地形图的等高距规定为:
(3)等高线的种类 ①基本等高线(首曲线)。它是在地图上按规定等高距测绘的细实线。②加粗等高线(计曲线)。它是每隔四条首曲线描绘的粗实线。用加粗等高线便于在图上计算高程。③半距等高线(间曲线)。它是按1/2等高距测绘的长虚线。④辅助等高线(助曲线)。它是按1/4等高线测绘的读虚线。
(4)高程起算和注记 ①我国地面的高程是以黄海的平均海水面为基准起算面,由此起算的高程叫海拔。从某一个假定的基准面起算的高程,叫标高。两点件的高度之差叫高差。②地形图上的高程注记以及控制点,山顶和地物点的高程注记,字头向北(在彩色印刷图上用黑色注出);等高线的高程,字头朝向上坡方向(彩图用棕色)。
6.山的各部形态
(1)山的各部分名称及其在图上的表示法 ①山顶-山的最高部分叫山顶,在图上是个小环圈。有时在环圈外侧绘有垂直于等高线的短线,叫示坡线,它指向低的地方。②凹地-比周围地势凹陷,且经常无水的地方叫凹地,在图上也用小环圈表示,这时示坡线绘在环的内侧。③山背-指从山顶到山脚之间的凸起部分。图上表示山背的等高线从山顶起向山脚凸出;凸出部分顶点的连线,叫分水线。④山谷-指两个山背或山脊见的低凹部分。图上表示山谷的等高线,逐渐向山顶或鞍部方向凹入;各等高线凹入部分顶点的连线,叫合水线。⑤鞍部-指相连两个山顶间形如马鞍状的低凹部分,图上由表示山谷和山背的两组相对称的等高线表示。⑥山脊-指由若干山顶、鞍部相连所形成的凸棱部分,图上是由若干表示山顶和鞍部的等高线连贯起来表示的(见图2-43)。
(2)变形地及其在图上的表示,地表面因受地壳表动、流水、风力等的作用,局部地貌改变形状的部分,叫变形地。变形地的面积较小,而且坡度较陡,图上多用符号表示。变形地明显突出,具有良好的方位作用。常见的变形地有:①冲沟-地面因雨水冲蚀而形成的大小深沟叫冲沟或雨裂,沟壁徒峻,攀登困难,图上用单线或双线表示注记深度;若以分式注记则分子为宽度,分母为深度。②陡崖-高地斜面坡度近于垂直(坡度在700以上)的陡峭崖壁叫陡崖,也叫断崖。它的表示符号中实现表示崖壁的上沿,注记的数字表示陡崖的高度。陡崖又分土质和石质两种。③陡石山-指岩石裸露的陡峭(坡度一般在700以上)山岭及独立石山。若石山坡度小于700时,则用等高线配合露岩地符号表示。④崩崖-指沙质或石质山坡受风化作用,碎屑向山坡崩落的地段。⑤滑坡-指斜面表层因雨水或其它外力影响而下滑的地段(见图2-44)。
三、指北针
指北针(或称指南针、罗盘)是测向运动员的必备器材。指北针种类繁多,但简易式指北针刻度粗,精度差,指针晃动厉害,不适用于运动中使用。以往测向多使用“五一式”指北针。它除用于指示方向外,还附有直尺和测距滚轮,用于测量地图上两点间直线距离和图上曲线所反映的实地长度。它还附有测距器、坡度计,功能较多,使用也十分方便。但它存在笨重、指针晃动等缺点,近两年已逐渐被磁针盒内充满液体的塑料壳指北针所代替。这种指北针的指针受到液体的阻尼,即使在剧烈运动中,只要有几秒钟的停顿,指针就可以恢复平静。准确指向。从1986年起,国内已开始生产这种指北针,建议优先选用。
四、标定地图
标定地图就是使地图的方位与现地一致。测向运动所使用的地形图,反映实地地形非常详细准确,但在使用中要把每个地物和实地都一一比照对应,就必须先标定地图。
标定地图的方法很多,常用的有:
1.利用指北针标定
地形图上一般都有一个指向北方的箭头。竞赛地图因为是从大幅地图上复印的局部,没有箭头,但上北下南,左西右东的规定不变。使用中习惯以直角坐标系网格中的垂直线为正南正北方向线。标定时,先旋正指北针刻度圈,使指北针的指标归零,再将指北针置于地图上,使指北针的标北(不是磁针的指向)同地图北一致(这时指针同刻度圈标北不一定重合),再缓缓旋动地图,带动指北针共同旋动,待磁针同标北符号一致时,地图与实际方向便一致了。
2.依据直长地物标定
所谓直长地物,就是又直又长的地物。如公路、铁路、水渠、土堤、通信线、输电线等等,都是直长地物。
标定时,顺着直长地物的方向站好,先从图上找到这个直长地物符号,再转动地图,对照两侧地形,使图上和现地地物的方向一致,地图就标定了。但要注意使图上方位与实地一致,不要搞反了。
3.依明显目标点标定地图
哪些地形点算明显地形点呢?凡是有突出特征的物体,都是明显地形点,相山顶、鞍部、烟囱、水塔、桥梁、叉路口、土堆、独立树等等,都是明显地形点。
标定时,先确定站立点在图上的准确位置,再选定一个远方明显的地形点,并将直尺边切于站立点和远方地形符号的中心;然后转动地图,使远方地形符号在前,通过直尺,向远方实地相应地形点瞄准,地图方位就标定了。
五、确定站立点
确定站立点,就是在现地用图中准确地找到自己站立的实地位置。确定站立点是运动员运用远距离交叉、到位、分析找台顺序、选择道路、按地形图行进等技术的基础。不清楚站立点,这些技术便无法实施,地图等于一张废纸;站立点确定错误,地图就成了有害的东西,会引起许多麻烦,甚至导致严重的后果。
无线电测向运动中常用的确定站立点办法是;
1.利用明显的地形点确定
例如,站立点是在山顶、鞍部、桥梁、岔路口、水塘等明显地形点上,从图上找出该点的符号,就是站立点在图上的位置。当站立在某地形点附近时,可以先标定地图,再对照周围的地形,找出其于站立点的关系,即可判定站立点在图上的位置。
2.利用直长地物确定
运动员在直长公路、河堤上或高压线下时,利用这些直长地物确定自己站立在这种线上并不困难。要进一步确定是在这条线上的那一点,可用以下方法:
(1)截线法 先标定地图,在直长地物的一侧选定图上和实地都有的明显地形点,用直尺向地物点瞄准,并切在图上该地符号上,向后画方向线与直长地物相交处,就是站立点的图上位置。
(2)垂直线法 若明显地形点与站立点的联线正好垂直于直长地物,这时通过相应地形符号的定位点向直长地物符号作垂线,交点即所求的位置。
(3)选标线法 如实地有两个棉线地物点和站立点正好在一直线上,该两点的联线与直长地物符号交点即为图上位置。
确定站立点时应注意:①不论采取何种方法确定站立点,均应首先仔细分析研究站立点周围的地形,防止判错点位,用错目标。②选择地形点作已知点时,图上位置要准确。③标定地图后,在确定站立点的过程中地图方位不能变动,并应注意检查。
六、地形图与现地对照
标定地图和标定站立点后,应将地图与实地对照,通常采用目测法。先对照特殊明显的地形,后对照一般地形,再由近及远,由点到线,或逐段分片进行。对照平原地形,可先对照主要的道路、河流、居民地和高大突出的建筑物。在山地和丘陵可根据地貌形态、山脊走向,先对照明显的山顶、山脊,然后顺着山脊、山背、山脚和山谷的方向进行对照。在山岳丛林地区,由于通视不良,对照时应选择在较高的地形点上,对照过程中应勤走动,多注意附近地形的特征。
地形图的绘制总是跟不上建设的发展,图上内容与实地会有某些不符,一般是地物变化大,地貌变化小;交通枢纽和矿区变化大,偏僻地区表化小;城镇大村扩大,深山小村减少;公路、桥梁、水库、水渠增多,小庙、坟地减少。实地对照判读地形时,应顾及这些规律,仔细分析,得出正确的结论。
七、按地形图行进
在陌生的地区,如需选择一条最佳路线,迅速到达目标,对测向运动员来说,唯一的办法就是利用地形图行进。
1. 行进要领
行进时要做到三明,即方向明,路线明,位置明。方向明,就是在出发点上,必须标定地图,对照地形,明确前进的道路和方向。路线明,就是在行进中,对行进的路线和里程,心中要始终有数。位置明,就是在行进中,特别是经过每个岔路口、转弯点和某些特殊的地形地物时,要随时判明站立点的图上位置和行进方向。总之,要切实做到“人在路上走,心在图上移”。
2. 越野行进
越野行进时,由于地面起伏,障碍丛生,方位物较少,容易偏斜方向。行进时除了前述要领外还应注意:①根据行进方向上的方位物,量出各段的距离和磁方位角,做好按方位角行进的准备。②行进时在出发点和转变点上都应标定地图,判明行进方向和方位物,选择便于通行的地形前进。③勤对照,多分析,随时明确站立点的图上位置。④发现走错了方向,应停止前进,查明原因;如能确定站立点,可选择就近路线迂回到原定路线,否则应返回发生错误的地点,重新前进。
在山丘丛林地区行进时,因山高、林密、谷深、路窄、通视不良,明显方位物少,行进困难,应注意做到:①有路不越野,尽量选择起伏较小,有道路和明显地形特征的路线行进。民言云:宁走十里平,不走五里坡。这是经验之旅。②走脊不走沟。应主要沿鞍部、山背、山脊等通视良好的地形前进,避开悬崖、陡壁、陡石山和深沟峡谷等地段。③迷路折回头。发现走错时,若不能准确判定站立点图上位置和标定方向,一般不要取捷径,以免造成更大错误
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