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

5 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

2717. Занятие на тему Экологические права граждан 26.3 KB
  Занятие на тему Экологические права граждан Цель занятия, 1. Способствовать повышению уровня экологических правовых знаний 2. Показать ученикам, какими экологическими правами обладает гражданин нашей страны на конкретных примерах – ситуациях....
2718. Азот и фосфор — элементы жизни 26.04 KB
  Азот и фосфор — элементы жизни. Урок-игра Счастливый случай. Химия для гуманитариев Цели.  Обобщить знания учащихся о составе и свойствах соединений азота и фосфора. Развить практические умения определять вещества по качественным реакция...
2719. Антропогенные факторы воздействия на биогеоценозы 64.5 KB
  Антропогенные факторы воздействия на биогеоценозы Цели: Выделить главные факторы влияния человека на окружающую среду. Способствовать развитию речи, навыков самостоятельной работы, коммуникативных способностей учащихся. Способствовать воспитанию у д...
2720. Планеты земной группы. Планеты-гиганты 77 KB
  Астрономия - 11-й класс. Базовый курс. Планеты земной группы; Планеты-гиганты Тема: Планеты земной группы. Урок по методу проектов. Астрономия – 11 класс. Базовый курс. Дать новые знания. Разобрать основные особенности планет земной группы. Дать представление о проектной деятельности и разработать элементарный проект по заданной проблеме.
2721. Атомная энергетика и ее экологические проблемы 35.59 KB
  Атомная энергетика и ее экологические проблемы Цели: На основе многочисленных достоверных фактов анализировать и привести выводы по следующим вопросам: Существует ли опасность мирного атома? Опасна ли атомная энергетика? Загрязнении...
2722. Темперамент личности 161.44 KB
  Бинарный урок по теме: Темперамент личности Одним из факторов активизации познавательной деятельности учащихся является проведение так называемых нетрадиционных уроков по различным предметам. Учащиеся не только узнают новое в каком-то необычном ра...
2723. Через тернии – к звездам 69.62 KB
  Внеклассное мероприятие, посвященное Дню космонавтики. КВН Через тернии – к звездам Пояснительная записка По данному сценарию я дважды проводила внеклассное мероприятие, посвящённое Дню Космонавтики: 12 апреля 2001 года (к 40-летию со дня пол...
2724. Деятельностный подход на уроке астрономии на тему: 58.35 KB
  Деятельностный подход на уроке астрономии на тему: Связь физических характеристик звезд Я считаю предмет астрономии очень важным для изучения в средней школе. Древнейшая наука непостижимым образом связывает воедино все естественнонаучные дисциплин...
2725. Удивительный мир Вселенной 25.78 KB
  Звездный час по теме, Удивительный мир Вселенной Учитель. Ребята, мы проводим занятие, тема которого Удивительный мир Вселенной. Успех его проведения зависит от вас, от вашей активности, дисциплинированности, организованности и самоу...