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

8 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

24103. Обмен углеводов в эритроцитах 52.5 KB
  Обмен углеводов в эритроцитах. Основным процессом в эритроцитах который дает энергию является анаэробный гликолиз. Побочным продуктом гликолиза в эритроцитах является 23дифосфоглицерат. Обмен углеводов в эритроцитах.
24104. Патология обмена углеводов 34.5 KB
  В норме содержание глюкозы составляет 35 55 ммоль л. Снижение содержания глюкозы ниже 33 ммоль л называется гипогликемия. При снижении содержания глюкозы ниже 27 ммоль л развивается грозное осложнение гипогликемическая кома.
24105. Жизнь как философское понятие 14.64 KB
  Жизнь это движение по оси. Тогда смерть это движение по иной оси направленной противоположно оси жизни и не совпадающей с ней. По окончании движения по оси смерти объект начинает двигаться по оси структуризации и систематизации снова переходя из неживого в живой объект. Для когото движение по оси смерти это движение по своей параллельной оси жизни.
24106. Проблема происхождения жизни: эволюционизм и креационизм 15.96 KB
  Эволюционизм и креационизм в науке и религии В рамках познавательных систем использование терминов и понятий требует их строгого предварительного определения. В науке имеют место модели рассматривающие количественные изменения. Поэтому любые рассуждения о развитии материи в эволюционных процессах от низших форм к высшим в науке некорректны поскольку они относятся к рассмотрению качественному. В науке низшее должно пониматься буквально и относится к одному конкретному параметру: низкая температура пониженное давление низкая...
24107. Ценность жизни и основные проблемы биоэтики 14.38 KB
  Биоэтика междисциплинарная область знания охватывающая широкий круг философских и этических проблем возникающих в связи с бурным развитием медицины биологических наук и использования в здравоохранении высоких технологий. Термин Биоэтика был предложен в 1971 году Ван Поттером в книге Биоэтика: мост в будущее для обозначения особого варианта экологической этики рассматривающей возможности выживания человечества в условиях техногенной цивилизации однако впоследствии значение термина изменилось. Биоэтика формирует обоснование права...
24108. Проблема познания в философии. Структура процесса познания. Чувственное и рациональное в процессе познания мира. Интуиция 15.88 KB
  Проблема познания в философии. Структура процесса познания. Чувственное и рациональное в процессе познания мира. Интуиция 1основные положения теории познания: 1.
24109. Сознание, его структура. Сознание и самосознание. Сознание и бессознательное 14.25 KB
  Сознание его структура. Сознание и самосознание. Сознание и бессознательное. Сознание это высшая интегрированная форма психики которая складывается под воздействием общественноисторических условий в трудовой деятельности человека и его общении с помощью языка с другими людьми.
24110. Проблема истины. Современные трактовки понятия истина. Формы истины. Проблема критериев научной истины 94.28 KB
  Формы истины. Проблема критериев научной истины. Проблема истины в философии является центральной во всей теории познания.
24111. Особенности научного познания. Роль науки в функционировании и развитии общества 14.9 KB
  Наука особый вид познавательной деятельности людей направленный на выработку системы объективноистинного знания о природной и социальной действительности и о самом человеке. Современная наука это: 1. Наука имеет дело с объектами реальности которая не сводится к объектам обыденного опыта. Современная наука выполняет функции: 1.