RU2305302C2 - System for operative research of atmosphere, earth surface and ocean - Google Patents

System for operative research of atmosphere, earth surface and ocean Download PDF

Info

Publication number
RU2305302C2
RU2305302C2 RU2005135895/28A RU2005135895A RU2305302C2 RU 2305302 C2 RU2305302 C2 RU 2305302C2 RU 2005135895/28 A RU2005135895/28 A RU 2005135895/28A RU 2005135895 A RU2005135895 A RU 2005135895A RU 2305302 C2 RU2305302 C2 RU 2305302C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
ocean
atmosphere
diagnostic module
Prior art date
Application number
RU2005135895/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005135895A (en
Inventor
В чеслав Адамович Заренков (RU)
Вячеслав Адамович Заренков
Дмитрий В чеславович Заренков (RU)
Дмитрий Вячеславович Заренков
Виктор Иванович Дикарев (RU)
Виктор Иванович Дикарев
Александр Павлович Доронин (RU)
Александр Павлович Доронин
Original Assignee
Вячеслав Адамович Заренков
Дмитрий Вячеславович Заренков
Виктор Иванович Дикарев
Александр Павлович Доронин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вячеслав Адамович Заренков, Дмитрий Вячеславович Заренков, Виктор Иванович Дикарев, Александр Павлович Доронин filed Critical Вячеслав Адамович Заренков
Priority to RU2005135895/28A priority Critical patent/RU2305302C2/en
Publication of RU2005135895A publication Critical patent/RU2005135895A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2305302C2 publication Critical patent/RU2305302C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: meteorology and environmental monitoring, possible use for researching and controlling parameters of atmosphere, earth surface and ocean.
SUBSTANCE: system contains space satellite for observation of environment, diagnostic module, transported by a carrier rocket along ballistic or orbital trajectory into research zone, receiving stations and ground stations. Diagnostic module includes a set of descent capsules, equipped with radio-probes. Each radio-probe is a transmitter, containing sensors of measured parameters, connected through an analog-code transformer to digital message generator. Connected serially to output of digital message generator are phase manipulator, second input of which is connected to output of setting generator, power amplifier and transmitting antenna. Each receiving station is equipped with a receiver, made in form of serially connected receiving antenna, high frequency amplifier, mixer, second input of which through a heterodyne is connected to output of searching block, intermediate frequency amplifier, frequency detector, trigger, registration and analysis block.
EFFECT: increased trustworthiness of research.
5 dwg

Description

Предлагаемая система относится к метеорологии и мониторингу окружающей среды и может быть использована для исследования и контроля параметров атмосферы, земной поверхности и океана в любой точке земного шара.The proposed system relates to meteorology and environmental monitoring and can be used to study and control the parameters of the atmosphere, the earth's surface and the ocean anywhere in the world.

Известны способы и системы для оперативного исследования атмосферы, земной поверхности и океана (авт. свид. СССР №№769455, 1676651, 1721563; патенты РФ №№2030789, 2041476, 2068185, 2093861, 2124744, 2168747, 2201599, 2240576; патенты США №№3943514, 5124651, 5696514; Байдаков С.Н., Мартынов А.И. С орбиты спутника - в глаз тайфуна. М.: Наука, 1986, с.170, 171 и другие).Known methods and systems for the operational study of the atmosphere, the earth's surface and the ocean (author's certificate. USSR No. 769455, 1676651, 1721563; RF patents No. 2030789, 2041476, 2068185, 2093861, 2124744, 2168747, 2201599, 2240576; US patents No. No. 3943514, 5124651, 5696514; Baydakov S.N., Martynov A.I. From the satellite’s orbit - into the eye of a typhoon. M: Nauka, 1986, p. 170, 171 and others).

Из известных систем наиболее близкой к предлагаемой является система, реализующая "Способ оперативного исследования атмосферы, земной поверхности и океана" (патент РФ №2.041.476, G 01 W 1/08, 1992), которая и выбрана в качестве базовой.Of the known systems closest to the proposed one is a system that implements the "Method for operational research of the atmosphere, the earth's surface and the ocean" (RF patent No. 2.041.476, G 01 W 1/08, 1992), which is selected as the base.

Система, реализующая известный способ, содержит ИСЗ наблюдения окружающей среды, диагностический модуль, транспортируемый с помощью ракеты-носителя по баллистической или орбитальной траектории в область исследования и включающий комплект спускаемых капсул, снабженных радиозондами, пункты приема и наземные станции.The system that implements the known method contains an environmental satellite, a diagnostic module transported by a launch vehicle along a ballistic or orbital path to the study area and includes a set of launch capsules equipped with radiosondes, reception points and ground stations.

Технической задачей изобретения является повышение достоверности оперативного исследования атмосферы, земной поверхности и океана путем использования сложных сигналов с фазовой манипуляцией для передачи дискретной информации от радиозондов на пункты приема.An object of the invention is to increase the reliability of operational research of the atmosphere, the earth's surface and the ocean by using complex signals with phase shift keying to transmit discrete information from radiosondes to reception points.

Поставленная задача решается тем, что в системе для оперативного исследования атмосферы, земной поверхности и океана, содержащей ИСЗ наблюдения окружающей среды, диагностический модуль, транспортируемый с помощью ракеты-носителя на баллистической или орбитальной траектории в область исследования и включающий комплект спускаемых капсул, снабженных радиозондами, пункты приема и наземные станции, каждый радиозонд представляет собой передатчик, содержащий датчики измеряемых параметров, подключенные через преобразователи аналог-код к формирователю цифрового сообщения, к выходу которого последовательно подключены фазовый манипулятор, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, усилитель мощности и передающая антенна, каждый пункт приема снабжен приемником, выполненным в виде последовательно включенных приемной антенны, усилителя высокой частоты, смесителя, второй вход которого через гетеродин соединен с выходом блока поиска, усилителя промежуточной частоты, частотного детектора, триггера и блока регистрации и анализа.The problem is solved in that in a system for operational research of the atmosphere, the earth’s surface and the ocean, containing a satellite of environmental observation, a diagnostic module transported by a launch vehicle on a ballistic or orbital trajectory to the study area and including a set of launch capsules equipped with radiosondes reception points and ground stations, each radiosonde is a transmitter containing sensors of measured parameters connected via analog-code converters to f to the digital message transformer, to the output of which a phase manipulator is connected in series, the second input of which is connected to the output of the master oscillator, a power amplifier and a transmitting antenna, each receiving station is equipped with a receiver made in the form of a series-connected receiving antenna, high-frequency amplifier, mixer, the second input of which through a local oscillator it is connected to the output of the search unit, intermediate frequency amplifier, frequency detector, trigger, and registration and analysis unit.

Геометрическая схема системы для оперативного исследования атмосферы, земной поверхности и океана представлена на фиг.1. Схема ракеты-носителя "Рокот-2" и установленного на ней диагностического модуля 3 с комплектом спускаемых капсул, снабженных радиозондами, изображена на фиг.2. Структурная схема каждого радиозонда представлена на фиг.3. Структурная схема приемника, устанавливаемого на пункте приема, представлена на фиг.4. Временные диаграммы, поясняющие работу системы, показаны на фиг.5.The geometric diagram of the system for the operational study of the atmosphere, the earth's surface and the ocean is presented in figure 1. A diagram of the Rokot-2 launch vehicle and the diagnostic module 3 installed on it with a set of launch capsules equipped with radiosondes is shown in FIG. 2. The structural diagram of each radiosonde is presented in figure 3. The block diagram of the receiver installed at the point of reception is presented in figure 4. Timing diagrams explaining the operation of the system are shown in FIG.

Система содержит ИСЗ 1 наблюдения окружающей среды, ракету-носитель (РН) 2, диагностический модуль (ДМ) 3, комплект 4 спускаемых капсул (СК), спускаемые капсулы 5, пункты приема 6, наземные станции 7, специализированные спускаемые капсулы 8.The system contains a satellite 1 environmental observation, a launch vehicle (LV) 2, a diagnostic module (DM) 3, a set of 4 descent capsules (SC), descent capsules 5, reception points 6, ground stations 7, specialized descent capsules 8.

Передатчик, устанавливаемый на каждом i-м радиозонде, содержит датчики 9.j измеряемых параметров (j=1, 2, ..., m), которые через преобразователи 10.j аналог-код подключены к формирователю 11.i (i=1, 2, ..., n) цифрового сообщения, к выходу которого последовательно подключены фазовый манипулятор 13.i, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 12.i, усилитель 14.i мощности и передающая антенна 15.i.The transmitter installed on each i-th radiosonde contains sensors 9.j of measured parameters (j = 1, 2, ..., m), which are connected to the former 11.i (i = 1 through the converters 10.j analog-code , 2, ..., n) a digital message to the output of which a phase manipulator 13.i is connected in series, the second input of which is connected to the output of the master oscillator 12.i, the power amplifier 14.i and the transmitting antenna 15.i.

Каждый пункт приема содержит последовательно включенные приемную антенну 16, усилитель 17 высокой частоты, смеситель 20, второй вход которого через гетеродин 19 соединен с выходом блока 18 поиска, усилитель 21 промежуточной частоты, частотный детектор 22, триггер 23 и блок 24 регистрации и анализа.Each receiving point contains a receiving antenna 16 connected in series, a high-frequency amplifier 17, a mixer 20, the second input of which is connected through the local oscillator 19 to the output of the search unit 18, an intermediate-frequency amplifier 21, a frequency detector 22, a trigger 23, and a recording and analysis unit 24.

Предлагаемая система работает следующим образом.The proposed system works as follows.

После обнаружения возникновения, например, тропического циклона с помощью ИСЗ 1 наблюдения окружающей среды и принятия решения о его исследовании к области тропического циклона транспортируется с помощью ракеты-носителя 2 по баллистической или орбитальной траектории диагностический модуль 3, представляющий собой космический аппарат с одним или несколькими комплектами СК, содержащими радиозонды. Требуемое количество СК в комплекте должно удовлетворять условию заполнения всей исследуемой области и определяется при подготовке полетного задания для ракеты-носителя. Использование ракетодинамического маневра при выведении диагностического модуля на орбиту, выбор типа соответствующей орбиты (наклонение, высота) и количество необходимых витков обеспечивают транспортировку комплектов СК практически в любой район Земли.After detecting the occurrence, for example, of a tropical cyclone using the satellite 1 of environmental observation and deciding to study it, the diagnostic module 3, which is a spacecraft with one or more sets, is transported to the tropical cyclone region by means of a launch vehicle 2 SC containing radiosondes. The required number of SCs in the kit must satisfy the condition for filling the entire investigated area and is determined during the preparation of the flight mission for the launch vehicle. The use of the rocket dynamic maneuver when putting the diagnostic module into orbit, the choice of the type of the corresponding orbit (inclination, altitude) and the number of necessary turns provide transportation of sets of SCs to almost any region of the Earth.

В расчетный момент времени от ДМ отделяется комплект 4 спускаемых капсул 5 и после истечения заданного временного интервала, требуемого в ряде случаев для успокоения и дополнительной ориентации в пространстве СК, осуществляется их разведение, обеспечением заданного распределения их в пространстве, например с наибольшей плотностью в центре, и доставки СК к верхней границе исследуемой области. Наибольшая плотность измерения в центре исследуемой области необходима в тех случаях, когда исследуемое явление имеет зону с резким градиентом изменения значений параметров (например, глаз тропического циклона или очаг экологического бедствия).At the estimated time, a set of 4 descent capsules 5 is separated from the DM and, after a predetermined time interval, required in some cases to calm and additional orientation in the SC space, expires, they are diluted to ensure a given distribution in space, for example, with the highest density in the center, and SC delivery to the upper boundary of the study area. The highest measurement density in the center of the studied area is necessary in those cases when the studied phenomenon has a zone with a sharp gradient of parameter values (for example, the eye of a tropical cyclone or a focus of environmental disaster).

Для выполнения этих операций формируется полетное задание, содержащее при использовании ракетодинамического разведения СК время включения, длительность работы и угол пространственной ориентации двигательной установки (ДУ) каждой СК, после чего осуществляется отделение комплекта СК от ДМ и отработки ДУ каждой СК корректирующего импульса под углом пространственной ориентации в соответствии с полетным заданием. При использовании управляемых СК полетное задание содержит информацию, обеспечивающую их приведение в соответствующие точки прицеливания.To perform these operations, a flight task is formed containing, using the rocket-dynamic dilution of SC, the on-time, duration of operation and the spatial orientation angle of the propulsion system (DU) of each SC, after which the SC set is separated from the DM and the remote control of each SC is corrected for the correcting impulse at an angle of spatial orientation in accordance with the flight mission. When using controlled SCs, the flight mission contains information that ensures their reduction to the corresponding aiming points.

На высоте Н>120 км от СК отделяется ДУ или метательное устройство. Во время спуска СК в атмосфере их тормозят с помощью парашютной системы. На высоте Н=25-50 км отстреливаются крышки люка парашютной системы и отделяются радиозонды от СК. Вводится в действие многоступенчатая парашютная система или система надувных баллонов, гася скорость радиозонда до 5-15 м/с, при которой оказывается возможным проводить измерение профилей параметров атмосферы.At an altitude of H> 120 km, a remote control or propelling device is separated from the SK. During the descent of the SC in the atmosphere, they are braked using a parachute system. At an altitude of H = 25-50 km, the hatch covers of the parachute system are fired off and the radio probes are detached from the SK. A multi-stage parachute system or an inflatable balloon system is put into operation, extinguishing the speed of the radiosonde up to 5-15 m / s, at which it is possible to measure the profiles of atmospheric parameters.

При спуске i-го радиозонда и при работе на плаву или погружении в воду информация от датчиков 9.j измеряемых параметров (j=1, 2, ..., m) поступает на входы преобразователей 10.j аналог-код, которые преобразуют эту информацию в цифровые коды. Последние поступают на входы формирователя 11.i (i=1, 2, ..., n) цифрового сообщения, на выходе которого образуется цифровое сообщение (модулирующий код M(t)) (фиг.5, а), содержащее номер i-го радиозонда и измеренные значения j параметров атмосферы, земной поверхности и океана в цифровой форме.During the descent of the i-th radiosonde and when working afloat or immersion in water, information from the sensors 9.j of the measured parameters (j = 1, 2, ..., m) is fed to the inputs of the transducers 10.j an analog code that converts this information in digital codes. The latter arrive at the inputs of the shaper 11.i (i = 1, 2, ..., n) of a digital message, the output of which is a digital message (modulating code M (t)) (Fig. 5, a) containing the number i- radiosonde and the measured values of j parameters of the atmosphere, the earth's surface and the ocean in digital form.

Одновременно генерируется высокочастотное колебание на частоте ωi с помощью задающего генератора 12.i (фиг.5, б):At the same time, a high-frequency oscillation is generated at the frequency ω i using the master oscillator 12.i (Fig. 5, b):

Ui(t)=Vi·cos(ωit+φi), 0≤t≤Ti,U i (t) = V i · cos (ω i t + φ i ), 0≤t≤T i ,

где Vi, ωi, φi, Ti - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность высокочастотного колебания i-го радиозонда,where V i , ω i , φ i , T i is the amplitude, carrier frequency, initial phase and duration of the high-frequency oscillation of the i-th radiosonde,

которое поступает на первый вход фазового манипулятора 13.i. На второй вход фазового манипулятора 13.i подается цифровое сообщение M(t) (фиг.5, а) с выхода формирователя 11.i (i=1, 2, ..., n). На выходе фазового манипулятора 13.i образуется сложный сигнал с фазовой манипуляцией (ФМн) (фиг.5, в)which goes to the first input of the phase manipulator 13.i. A digital message M (t) is supplied to the second input of the phase manipulator 13.i (Fig. 5, a) from the output of the shaper 11.i (i = 1, 2, ..., n). At the output of the phase manipulator 13.i a complex signal with phase shift keying (PSK) is generated (Fig. 5, c)

Uc(t)=νi·cos[ωit+φ(t)+φi], 0≤t≤Ti,U c (t) = ν i · cos [ω i t + φ (t) + φ i ], 0≤t≤T i ,

где φk(t)={0π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с цифровым сообщением M(t) (фиг.5, а), причем φk(t)=const при kτэ<t<(k+1)τэ и может изменяться скачком при t=kτэ, т.е. на границах между элементарными посылками (к=1, 2, ..., N);where φ k (t) = {0π} is the manipulated phase component that displays the phase manipulation law in accordance with the digital message M (t) (Fig. 5, a), and φ k (t) = const for kτ e <t < (k + 1) τ e and can change stepwise at t = kτ e , i.e. on the boundaries between elementary premises (k = 1, 2, ..., N);

τэ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Ti (Tiэ·N),τ e , N - the duration and number of chips that make up the signal of duration T i (T i = τ e · N),

который после усиления по мощности в усилителе 14.i мощности излучается передающей антенной 15.i в эфир, улавливается приемной антенной 16 пункта приема и поступает через усилитель 17 высокой частоты на первый вход смесителя 20, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 19which, after gaining power in the power amplifier 14.i, is transmitted by the transmitting antenna 15.i to the ether, it is captured by the receiving antenna 16 of the receiving point and fed through the high-frequency amplifier 17 to the first input of the mixer 20, to the second input of which the local oscillator voltage 19

UГ(t)=VГcos(ωГt+φГ).U Г (t) = V Г cos (ω Г t + φ Г ).

На выходе смесителя 20 образуются напряжение комбинационных частот. Усилителем 21 выделяется напряжение промежуточной частоты (фиг.5, г):At the output of the mixer 20, voltage of combination frequencies is formed. The amplifier 21 is allocated an intermediate frequency voltage (figure 5, g):

uпр(t)=Vпр·cos[ωпрt+φk(t)+φпр], 0≤t≤Ti,u ave (t) = V pr · cos [ω ave t + φ k (t) + φ etc.], 0≤t≤T i,

где

Figure 00000002
Where
Figure 00000002

К1 - коэффициент передачи смесителя;To 1 - gear ratio of the mixer;

ωпрiГ - промежуточная частота;ω CR = ω iG is the intermediate frequency;

φпрiГ,φ CR = φ iG ,

которое поступает на вход частотного детектора 22, на выходе которого образуются короткие разнополярные импульсы (фиг.5, д), соответствующие моментам скачкообразного изменения фазы принимаемого ФМн-сигнала (фиг.5, г). Указанные импульсы поступают на счетный вход триггера 23. Каждый поступивший короткий импульс перебрасывает триггер 23 в противоположное состояние, в результате чего на его выходе образуется напряжение в прямом (фиг.5, е) или обратном (фиг.5, ж) коде в зависимости от начального (исходного) состояния триггера 23. Сформированное напряжение пропорционально цифровому сообщению M(t) (фиг.5, а) и регистрируется блоком 24 регистрации и анализа. В результате анализа зафиксированного напряжения определяется i-й номер радиозонда, измеренные значения у параметров атмосферы, земной поверхности и океана.which is fed to the input of the frequency detector 22, the output of which produces short bipolar pulses (Fig. 5, e), corresponding to the moments of the abrupt change in the phase of the received FMN signal (Fig. 5, d). These pulses are fed to the counting input of trigger 23. Each incoming short pulse transfers the trigger 23 to the opposite state, as a result of which a voltage is generated at its output in the forward (figure 5, e) or reverse (figure 5, g) code, depending on the initial (initial) state of the trigger 23. The generated voltage is proportional to the digital message M (t) (Fig. 5, a) and is recorded by the registration and analysis unit 24. As a result of the analysis of the recorded voltage, the i-th number of the radiosonde is determined, the measured values of the parameters of the atmosphere, the earth's surface and the ocean.

Следует отметить, что поиск ФМн-сигналов, излучаемых различными радиозондами на разных частотах, осуществляется с помощью блока 18 поиска, который периодически с периодом ТП изменяет частоту гетеродина 19 в заданном диапазоне частот. В качестве блока 18 поиска может использоваться генератор пилообразного напряжения.It should be noted that the search for QPSK signals emitted by various radiosondes at different frequencies is performed using the search unit 18, which periodically with a period T P changes the frequency of the local oscillator 19 in a given frequency range. A sawtooth generator can be used as the search unit 18.

При спуске радиозондов и при работе на плаву или погружении в воду информация от их датчиков передается в дискретный (цифровой) форме с помощью сложных ФМн-сигналов на подвижные пункты 6 приема (ИСЗ, самолеты, корабли) и наземные станции 7 непосредственно или через ретрансляторы, которые могут располагаться в специализируемых спускаемых капсулах 8, на ИСЗ и др. Использование ретрансляторов позволяет записать дискретную информацию в запоминающем устройстве, а в дальнейшем передавать ее на пункты сбора и обработки информации.When launching radiosondes and when working afloat or when immersed in water, information from their sensors is transmitted in a discrete (digital) form using complex PSK signals to mobile receiving points 6 (satellite, aircraft, ships) and ground stations 7 directly or through repeaters, which can be located in specialized descent capsules 8, on a satellite, etc. Using repeaters allows you to record discrete information in a storage device, and then transfer it to collection and processing points.

Данная система, обеспечивающая заатмосферное разведение радиозондов на необходимые дистанции с помощью малогабаритных СК, снабженных ДУ или метательными устройствами, позволяет обеспечить разведение крайних радиозондов в залпе путем использования соответствующих траекторий движения на дистанции до 500 км (заполнение всего объема тайфуна). Как правило, тропический циклон имеет высоту не менее 25 км и диаметр не менее 500 км.This system, which provides atmospheric dilution of radiosondes to the required distances using small-sized SCs equipped with remote control or throwing devices, allows for the dilution of extreme radiosondes in a salvo by using appropriate trajectories at distances up to 500 km (filling the entire typhoon volume). As a rule, a tropical cyclone has a height of at least 25 km and a diameter of at least 500 km.

Предлагаемая система обеспечивает одновременное измерение параметров атмосферы и океана в большом объеме воздуха и воды и параметров земной поверхности на большой площади, позволяющее получить мгновенные временные срезы характеристик происходящих атмосферных явлений, стихийных и экологических бедствий по всему объему исследуемой области.The proposed system provides simultaneous measurement of the parameters of the atmosphere and the ocean in a large volume of air and water and the parameters of the Earth’s surface over a large area, which allows to obtain instantaneous time slices of the characteristics of the occurring atmospheric phenomena, natural and environmental disasters throughout the volume of the studied area.

Для реализации указанной системы может быть использован космический комплекс (КК) на базе РН "Рокот". На фиг.2 представлена схема РН "Рокот-2"и установленного на нем ДМ 3 с комплектом СК, содержащими радиозонды. Разгонный блок "Бриз" 8 служит для довыведения на орбиту и схода с нее ДМ.To implement this system, a space complex (SC) based on the Rokot rocket can be used. Figure 2 presents a diagram of the rocket "Rokot-2" and installed on it DM 3 with a set of SK containing radiosondes. The Breeze 8 booster block serves to bring the DM into orbit and the descent from it.

Основные характеристики КК следующие:The main characteristics of QC are as follows:

- место старта - космодром Байконур;- launch site - Baikonur Cosmodrome;

- параметры орбит: высота Н=200-300 км; наклонение i=47-97°;- parameters of the orbits: height H = 200-300 km; inclination i = 47-97 °;

- масса диагностического модуля - 1,3-1,8 т;- the mass of the diagnostic module is 1.3-1.8 tons;

- спускаемые капсулы (СК) баллистического типа;- ballistic capsule (SC) type;

- количество СК в комплекте - до 100 шт.;- the number of SC in the set - up to 100 pcs .;

- масса СК с радиозондом - 10-15 кг;- mass SC with a radiosonde - 10-15 kg;

- размер района разведения СК - 500×500 км.- the size of the SK breeding area is 500 × 500 km.

Для оперативного обнаружения тропических циклонов, наблюдения за их развитием и выдачи предварительной информации для планирования применения рассматриваемого комплекса могут использоваться метеорологические спутники системы "Метеосат", DMSP или ИСЗ "Метеор", "Электро". В штатном варианте комплекс может функционировать с существующими и разрабатываемыми космическими системами мониторинга Земли, метеорологическими и связными космическими, воздушными и наземными комплексами.For operational detection of tropical cyclones, monitoring their development and issuing preliminary information for planning the application of the complex under consideration, meteorological satellites of the Meteosat, DMSP or satellite Meteor, Electro can be used. In the standard version, the complex can function with existing and developing space systems for Earth monitoring, meteorological and connected space, air and ground complexes.

Таким образом, предлагаемая система по сравнению с базовой и другими техническими решениями обеспечивает повышение достоверности оперативного исследования атмосферы, земной поверхности и океана. Это достигается использованием сложных сигналов с фазовой манипуляцией для передачи дискретной информации от радиозондов на пункты приема.Thus, the proposed system in comparison with the basic and other technical solutions provides increased reliability of operational research of the atmosphere, the earth's surface and the ocean. This is achieved by using complex signals with phase shift keying to transmit discrete information from radiosondes to reception points.

Сложные сигналы с фазовой манипуляцией открывают новые возможности в технике передачи дискретных сообщений от радиозондов на пункты приема. Указанные сигналы позволяют применять новый вид селекции - структурную селекцию. Это значит, что появляется новая возможность разделять ФМн-сигналы, действующие в одной и той же полосе частот и в одни и те же промежутки времени.Complex signals with phase shift keying open up new possibilities in the technique of transmitting discrete messages from radiosondes to reception points. These signals allow the use of a new type of selection - structural selection. This means that there is a new opportunity to separate FMN signals operating in the same frequency band and at the same time intervals.

К числу других проблем, от решения которых в значительной мере зависит дальнейший прогресс средств радиосвязи, следует отнести проблему установления надежной связи между радиозондами и пунктами приема при наличии многолучевого характера распространения радиоволн. Наличие многолучевого характера распространения радиоволн приводит к искажению принимаемых сигналов, что затрудняет прием и снижает достоверность передачи дискретной информации от радиозондов на пункте приема.Among other problems, the solution of which largely determines the further progress of radio communications, should include the problem of establishing reliable communication between radiosondes and reception points in the presence of a multipath nature of the propagation of radio waves. The presence of the multipath nature of the propagation of radio waves leads to a distortion of the received signals, which complicates the reception and reduces the reliability of the transmission of discrete information from radiosondes at the reception point.

Попытки преодолеть вредное влияние многолучевости предпринимаются уже давно. К ним можно отнести разнесенный прием, селекцию сигналов по времени и углу прихода, корректирующее кодирование и некоторые другие методы. Однако все они не дают принципиального решения проблемы.Attempts to overcome the harmful effects of multipath have been made for a long time. These include diversity reception, signal selection by time and angle of arrival, corrective coding, and some other methods. However, all of them do not provide a fundamental solution to the problem.

Сложный ФМн-сигнал благодаря своим хорошим корреляционным свойствам может быть "свернут" в узкий импульс, длительность которого обратно пропорциональна используемой ширине полосы частот. Выбирая такую полосу частот, чтобы длительность "свернутого" импульса была меньше времени запаздывания, можно осуществить раздельный прием импульсов, приходящих в точку приема различными путями, а суммируя их энергию, можно, кроме того, повысить помехоустойчивость приема сложных ФМн-сигналов. Тем самым указанная проблема получает принципиальное разрешение.Due to its good correlation properties, a complex FMN signal can be “folded” into a narrow pulse, the duration of which is inversely proportional to the used bandwidth. Choosing such a frequency band so that the duration of the “convoluted” pulse is less than the delay time, it is possible to separately receive pulses arriving at the receiving point in various ways, and by summing their energy, it is also possible to increase the noise immunity of complex QPSK signals. Thus, the indicated problem gets a fundamental solution.

С точки зрения обнаружения сложные ФМн-сигналы обладают высокой энергетической и структурной скрытностью.From the point of view of detection, complex QPSK signals have high energy and structural secrecy.

Энергетическая скрытность данных сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени и по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого сложный ФМн-сигнал в точке приема может оказаться замаскированный шумами и помехами. Причем энергия сложного ФМн-сигнала отнюдь не мала, она просто распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов и помех.The energy secrecy of these signals is due to their high compressibility in time and spectrum with optimal processing, which reduces the instantaneous radiated power. As a result, a complex QPSK signal at the receiving point may be masked by noise and interference. Moreover, the energy of a complex QPSK signal is by no means small; it is simply distributed over the time-frequency domain so that at each point of this region the signal power is less than the power of noise and interference.

Структурная скрытность сложных ФМн-сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку сложных ФМн-сигналов априорно неизвестной структуры с целью повышения чувствительности приемника.The structural secrecy of complex QPSK signals is due to the wide variety of their shapes and significant ranges of parameter changes, which makes it difficult to optimize or at least quasi-optimal processing of complex QPSK signals of an a priori unknown structure in order to increase the sensitivity of the receiver.

Claims (1)

Система для оперативного исследования атмосферы, земной поверхности и океана, содержащая ИСЗ наблюдения окружающей среды, диагностический модуль, транспортируемый с помощью ракеты-носителя по баллистической или орбитальной траектории в область исследования и включающий комплект спускаемых капсул, снабженных радиозондами, пункты приема и наземные станции, отличающаяся тем, что каждый радиозонд представляет собой передатчик, содержащий датчики измеряемых параметров, подключенные через преобразователи аналог-код к формирователю цифрового сообщения, к выходу которого последовательно подключены фазовый манипулятор, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, усилитель мощности и передающая антенна, каждый пункт приема снабжен приемником, выполненным в виде последовательно включенных приемной антенны, усилителя высокой частоты, смесителя, второй вход которого через гетеродин соединен с выходом блока поиска, усилителя промежуточной частоты, частотного детектора, триггера и блока регистрации и анализа.A system for operational research of the atmosphere, the Earth’s surface and the ocean, containing a satellite from environmental observations, a diagnostic module transported by a launch vehicle along a ballistic or orbital path to the study area and including a set of launch capsules equipped with radiosondes, reception points and ground stations, characterized the fact that each radiosonde is a transmitter containing sensors of the measured parameters connected via analog-code converters to the digitizer A new message, the output of which is connected in series with a phase manipulator, the second input of which is connected to the output of the master oscillator, a power amplifier and a transmitting antenna, each receiving point is equipped with a receiver made in the form of a series-connected receiving antenna, high-frequency amplifier, mixer, the second input of which the local oscillator is connected to the output of the search unit, an intermediate frequency amplifier, a frequency detector, a trigger, and a recording and analysis unit.
RU2005135895/28A 2005-11-15 2005-11-15 System for operative research of atmosphere, earth surface and ocean RU2305302C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005135895/28A RU2305302C2 (en) 2005-11-15 2005-11-15 System for operative research of atmosphere, earth surface and ocean

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005135895/28A RU2305302C2 (en) 2005-11-15 2005-11-15 System for operative research of atmosphere, earth surface and ocean

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005135895A RU2005135895A (en) 2007-05-20
RU2305302C2 true RU2305302C2 (en) 2007-08-27

Family

ID=38163968

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005135895/28A RU2305302C2 (en) 2005-11-15 2005-11-15 System for operative research of atmosphere, earth surface and ocean

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2305302C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005135895A (en) 2007-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104884350B (en) In order to position the equipment, system and method for obtaining the information relevant with the electromagnetic energy from earth transmission of tellurian interference source etc.
CN113126122A (en) Interference imaging altimeter and laser radar double-satellite accompanying marine observation method and system
US20170264381A1 (en) Systems and methods for measuring terrestrial spectrum from space
US20170010351A1 (en) Method and system for detecting geological structure of an extraterrestrial solid planet by using a single-transmitter and multiple-receiver radar
CN104267399B (en) Linear array antenna orthogonal frequency MIMO-SAR R-T unit and method
CN104267401A (en) Linear array antenna simultaneous MIMO-SAR imaging system and method
US10720986B2 (en) Apparatuses, systems and methods for obtaining information about electromagnetic energy emitted from the earth, such as for locating an interference source on earth
US4240079A (en) System for locating mobile objects in distress
Pisanu et al. Upgrading the Italian BIRALES system to a pulse compression radar for space debris range measurements
RU2389054C1 (en) Method for collation of time scales and device for its implementation
RU2305302C2 (en) System for operative research of atmosphere, earth surface and ocean
RU2295142C1 (en) Method for operative research of atmosphere, earth surface and ocean
RU2295742C1 (en) Aviation meteorological complex of active influencing on clouds
RU2310221C1 (en) Device for synchronizing clock
RU2621406C1 (en) Ecological airship
Unwin The SGR-ReSI Experiment on the TechDemoSat-1 Mission
RU2560934C1 (en) Method of real time reception of radar information and system for its implementation
RU25098U1 (en) SYSTEM FOR DETECTION AND MEASUREMENT OF COORDINATES OF GOALS
CN115728766B (en) Two-stage intelligent double-star SAR system and sea surface ship target tracking method
RU2715845C9 (en) Ice and environment monitoring system
RU2239942C2 (en) Method for radio connection between moveable objects and fixed object being at starting point of common movement route of said moveable objects
Thompson et al. Seasat-a synthetic aperture radar: Radar system implementation
RU2239948C2 (en) Method for radio communications between moving object and a fixed object being in starting position of route of moving object displacement
RU2244376C2 (en) Method for radio communications between mobile objects having common initial center of their routes
RU2244382C2 (en) Method for radio communications between mobile objects whose routes have common initial center

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20071116