806

Радиальная скорость

Практическая работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Несущая частота сигнала наземного передающего пункта. Релятивистские частотно-фазовые соотношения между параметрами сигналов. Геоцентрические радиус-векторы передающего пункта, космического аппарата и приемного пункта .

Русский

2013-01-06

234.5 KB

7 чел.

Радиальная скорость

Обозначим несущую частоту сигнала наземного передающего пункта (Н1) через , частоту сигнала, принимаемого на космическом аппарате через , а несущую сигнала ответа КА, принимаемого на наземном приемном пункте (Н2)  через . Несущая частота сигнал ответа КА формируется путем когерентного преобразования несущей принимаемого на КА запросного сигнала. Положим, что интервалы измерений частотного смещения принимаемого сигнала на наземном пункте относительно опорного образуются от задающего генератора приемного пункта.

Для радиолинии Н1К        Н2         (рис3.1)  согласно (6), (7) (см. лекцию «Релятивистские частотно-фазовые соотношения между параметрами сигналов»)

                        ,         (3.1)

где в первом приближении, с точностью до членов, пропорциональных ,

                        (3.2)

                       ;                             (3.3)

и  модуль геоцентрической скорости и гравитационный потенциал передающего и приемного пунктов в моменты времени  и .

Время распространения сигнала по радиолинии Н1К        Н2         

                         =,                       (3.4)

где                               ,                                             (3.5)

    

,  и  геоцентрические радиус-векторы передающего пункта, космического аппарата и приемного пункта соответственно в моменты времени  ,  и ;

- суммарная задержка запросного и ответного сигнала в среде распространения (в общем случае – в тропосфере и ионосфере Земли),

откуда

                                  .                                  (3.6)

Подставив (3.6) в (3.1), получим

           ,       (3.7)

где  и  -начало и конец некоторого интервала измерения разностной частоты.

Обозначим   и представим

,                            (3.8)

откуда

.                                    (3.9)

Подставив (3.9) в (3.7), получим

=

,                                   (3.10)

где   и - некоторые значения функций  и , принадлежащие интервалу измерения  , ;

                      =               (3.11)

моменты времени   и  заданы, а  и   вычисляются итерационно, по соотношениям

            = - ;  =-,                                       (3.12)

            =-;=-;                                       (3.13)

                                  =.                              (3.14)

Из (3.10) с погрешностью не более 4. 10-6 м/с для приземной области можно  записать

                                ,                              (3.15)

где в первом приближении

                                                  ;                         (3.16)

 и    - некоторые значения модулей геоцентрической скорости и гравитационных потенциалов  передающего и приемного пунктов на  интервале измерения, вычисляемые, например, на середины интервала

для пункта н2                            ,                          (3.17)

где                                                        ;

и для пункта Н1                               ,                     (3. 18)

Момент определяется по (3.18) с требуемой точностью итерационно.

Соотношение (3.15) позволяет определить среднее на интервале  значение скоростного навигационного параметра по соответствующему значению , функцией которого является результат непосредственного измерения разности несущей частоты принимаемого сигнала и частоты опорного сигнала. При этом скорость релятивистского смещения шкал времени источника и приемника сигнала вычисляется с использованием априорных данных о движении пункта излучения запросного сигнала и пункта приема сигнала с КА, а поправка на среду распространения сигнала определяется с использованием модели распространения сигнала в тропосфере и ионосфере Земли.

Если передающий и приемный пункты территориально совмещены, или разнесены  несущественно, так что    и    , то  и

формула  (3.15) принимает вид

.                        (3.15а)                          

Текущая разность частот опорного , сформированного от задающего генератора приемного пункта, и принятого (t) с КА сигнала определяется выражением

       (t)=-(t)= - ,           (3.19)

где

      .                                   (3.20)

В (3.20) -текущее номинальное значение несущей частоты сигнала, излучаемого передающим пунктом,    - номинальное значение частоты опорного сигнала. Заметим, что если у передающего и приемного пунктов общий задающий генератор частоты, из которого формируется несущая запросного сигнала и частота опорного сигнала  приемного пункта, то   и  второе слагаемое правой части формулы (3.19) равно нулю.

Пусть передающий пункт и приемный пункт имеют общий задающий генератор частоты и пусть на интервале наблюдения с заданной дискретностью в аппаратном комплексе  приемного пункта производится измерение разности частот , причем интегрирование осуществляется на подынтервалах . Для некоторого подынтервала  результат  измерения

=,           (3.21)

где

                                     .                         (3.22)

Выразим из (3.21) значение  через результаты непосредственных измерений

                                                         .                     (3.23)

Подставив (3.23) в (3.15а), получим

                                                .                         (3.24)

Знак над составляющей в правой части (3.24) означает, что она вычисляется по априорным данным о параметрах среды распространения сигнала.

Соотношение (3.24) и его расчетный аналог вида (3.11) выражают среднее на подынтервале  приращение суммарной дальности. Для удобства восприятия величин радиальной скорости КА от суммарной радиальной скорости переходят к ее половинному значению

 .                       (3.25)


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

31440. Немецкая классическая философия: Кант, Фейербах 31 KB
  Для Канта этот вопрос сводится к вопросу о возможности чистой математики и чистого естествознания см. Кант Родоначальником немецкой классической философии стал Иммануил Кант 17241804 В философии Канта выделяется два периода:1 докритический и 2 критический. На первом этапе Кант выступает материалистом.
31441. Немецкая классическая философия: Гегель 24 KB
  Самораскрытие Абсолютного Духа в пространстве это природа; самораскрытие во времени история. Историю движут противоречия между национальными духами которые суть мысли и проекции Абсолютного Духа. Когда у Абсолютного Духа исчезнут сомнения он придёт к Абсолютной Идее Себя а история закончится и настанет Царство Свободы. Войны между народами выражают напряжённое столкновение мыслей Абсолютного Духа.
31442. Мир, природа, бытие, субстанция, материя 25.5 KB
  Философском энциклопедическом словаре имеется следующее определение: âБытие философская категория обозначающая реальность существующую объективно вне и независимо от сознания человекаâ. Самый первый философ кот изучал бытие Парменид: бытие есть не бытие нет мыслимое существует не мыслимое не существует. У Платона бытиеэто мир идей.
31443. Материя и проблема субстанции в философии. Монизм, дуализм, плюрализм. Философия и наука о материальном единстве мира как единстве многообразия сущего 36.5 KB
  Материя как субстанция обладает свойствами: несотворимость неуничтожимость бесконечность способность к саморазвитию. Материя как субстанция не существует отдельно от материальных явлений как нечто самостоятельное она существует только в них и через них. Материя объективное бытие.
31444. Материя и движение. Движение – способ существования материи. Диалектика абсолютного и относительного движения. Движение и покой 28.5 KB
  Диалектика абсолютного и относительного движения. В онтологическом смысле материя это бесконечное множество всех существующих в мире объектов и систем субстрат любых свойств связей отношений и форм движения; в мире нет ничего кроме движущейся материи . Относительность: нет просто движения движения вообще а есть только его отдельные формы ограничение его исторически и локально в пространстве. Прекращение одних форм движения замещается возникновением др.
31445. Пространство и время - формы существования материи. Развитие представлений о пространстве и времени в истории философской и научной мысли. Проблема взаимосвязи категорий «материя», «движение», «пространство» и «время». Значение теории относительности для 28.5 KB
  Развитие представлений о пространстве и времени в истории философской и научной мысли. В истории философии сложилось 2 концепции пространства и времени 1 В античности Демокрит и Эпикур. Именно матери определяет свойства пространства и времени. Свойства пространства и времени: общие и частные.
31446. Диалектика и её альтернативы (метафизика и релятивизм, эклектика) Объективная и субъективная диалектика. Диалектика как метод научного познания и как система знаний (общая характеристика). Принцип диалектики и их взаимосвязь 35 KB
  Диалектика и её альтернативы метафизика и релятивизм эклектика Объективная и субъективная диалектика. Диалектика как метод научного познания и как система знаний общая характеристика. Диалектика учение о всеобщих разнообразиях всеобщих взаимосвязях объект Диалектика искусство вести беседу суб Диалектика как метод используется как обобщенное систематизированное знание используемое в практике нового исследования. Диалектикасистема принципов категорий и законов которыми руководствуется человек в своей познавательной и...
31447. Категории диалектики. «Единичное», «особенное», «всеобщее» 25.5 KB
  Единичное особенное всеобщее. Например единичное и общее. Группы: категории предметные 2категории отношения единичное и всеобщее служебная категория особенное. Единичное отдельный обладающий индивидуальной качественной и количественной определенностью предмет ограниченный в пространстве и во времен от других предметов.
31448. Категории диалектики. «Вещь», «свойство», «отношение». «Часть» и «целое» 26.5 KB
  У каждой науки есть свои категории. Философские категории это предельно общие универсальные понятия отражающих взаимосвязь всех предметов действительности. Философские категории строятся парами они противостоят друг ругу но не могут существовать друг без друга.