RU2328416C1 - Elevation doppler system for emergency object positioning - Google Patents
Elevation doppler system for emergency object positioning Download PDFInfo
- Publication number
- RU2328416C1 RU2328416C1 RU2007100457/11A RU2007100457A RU2328416C1 RU 2328416 C1 RU2328416 C1 RU 2328416C1 RU 2007100457/11 A RU2007100457/11 A RU 2007100457/11A RU 2007100457 A RU2007100457 A RU 2007100457A RU 2328416 C1 RU2328416 C1 RU 2328416C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- frequency
- spacecraft
- generator
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемая система относится к космической технике и может быть использована на космических аппаратах, находящихся на орбите искусственного спутника Земли, кроме геостационарной, стабилизируемых вращением вдоль вертикальной оси, и на наземных приемных пунктах.The proposed system relates to space technology and can be used on spacecraft in the orbit of an artificial Earth satellite, except for the geostationary one, stabilized by rotation along the vertical axis, and at ground receiving points.
Известны способы и системы определения координат аварийного объекта (патенты РФ №№2.155.352, 2.158.003, 2.040.860, 2.059.423, 2.174.092, 2.193.990, 2.201.601, 2.206.902, 2.226.479, 2.240.950; патенты США №№4.161.730, 4.646.090, 4.947.177; Скубко Р.А. и др. Спутник у штурвала. - Л.: Судостроение, 1989, с.168 и другие).Known methods and systems for determining the coordinates of an emergency object (RF patents Nos. 2.155.352, 2.158.003, 2.040.860, 2.059.423, 2.174.092, 2.193.990, 2.201.601, 2.206.902, 2.226.479, 2.240 .950; US patents Nos. 4.161.730, 4.646.090, 4.947.177; Skubko R.A. et al. Sputnik at the helm. - L .: Shipbuilding, 1989, p.168 and others).
Из известных способов и систем наиболее близкой к предлагаемой является система, реализующая «Угломестно-временной доплеровский способ определения координат аварийного объекта» (патент РФ №2.174.092, В64G 1/10, 1999), которая и выбрана в качестве прототипа.Of the known methods and systems, the closest to the proposed one is a system that implements the "Angular-temporal Doppler method for determining the coordinates of an emergency object" (RF patent No. 2.174.092, B64G 1/10, 1999), which is selected as a prototype.
Согласно известной системе производят поиск такого пространственного положения приемной антенны спутника при наличии факта работы передатчика аварийного объекта, когда частота Доплера принимаемого сигнала равна нулю. В этот момент измеряют угол между осью приемной антенны и осью датчика горизонта. Координаты подспутниковой точки трассы космического аппарата в момент измерения вычисляются. Измерения проводят два раза. По координатам двух подспутниковых точек и двум измерениям указанного угла определяют местоположение аварийного объекта.According to the known system, a search is made for such a spatial position of the satellite’s receiving antenna in the presence of the fact of operation of the transmitter of the emergency object when the Doppler frequency of the received signal is zero. At this point, measure the angle between the axis of the receiving antenna and the axis of the horizon sensor. The coordinates of the sub-satellite point of the spacecraft path at the time of measurement are calculated. Measurements are carried out twice. The coordinates of two sub-satellite points and two measurements of the specified angle determine the location of the emergency object.
Известная система обеспечивает однозначное определение и повышение точности вычисления координат аварийного объекта, находящегося на поверхности Земли, а также расширение площади просматриваемой поверхности и увеличение отношения сигнал/шум в приемной радиолинии.The known system provides an unambiguous definition and increase the accuracy of calculating the coordinates of an emergency object located on the Earth’s surface, as well as expanding the area of the viewing surface and increasing the signal-to-noise ratio in the receiving radio line.
Однако известная система не полностью реализует свои потенциальные возможности. Она может использоваться и для уточнения элементов орбиты космического аппарата при его прохождении над наземным приемным пунктом.However, the known system does not fully realize its potential capabilities. It can also be used to clarify the elements of the orbit of the spacecraft as it passes over the ground receiving point.
Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей системы путем уточнения элементов орбиты космического аппарата при его прохождении над наземным приемным пунктом.An object of the invention is to expand the functionality of the system by clarifying the elements of the orbit of the spacecraft as it passes above the ground receiving point.
Поставленная задача решается тем, что угломестно-временная доплеровская система для определения координат аварийного объекта, содержащая, в соответствии с ближайшим аналогом, передатчик аварийного объекта, бортовую аппаратуру космического аппарата и наземную аппаратуру приемного пункта, при этом ось вращения космического аппарата отклонена от местной вертикали, космический аппарат состоит из корпуса, импульсного инфракрасного датчика горизонта, размещенного на одной оси противоположно приемной антенне, механическая ось которой не совпадает с осью вращения космического аппарата, бортовая аппаратура космического аппарата состоит из последовательно включенных приемной антенны, приемника, второй вход которого соединен с первым выходом задающего генератора, измерителя частоты Доплера, второй вход которого соединен с вторым выходом задающего генератора, устройства сравнения, блокинг-генератора, первой схемы совпадения, второй вход которой соединен с вторым выходом приемника, второй схемы совпадения, второй вход которой соединен с вторым выходом блокинг-генератора, первого вентиля, второй вход которого через счетчик импульсов соединен с выходом генератора импульсов и датчика горизонта, схемы коммутации и магнитного запоминающего устройства, к второму выходу схемы коммутации последовательно подключены передатчик и передающая антенна, к третьему выходу задающего генератора последовательно подключены временное устройство и второй вентиль, второй вход которого соединен с вторым выходом второй схемы совпадения, а выход подключен к второму входу схемы коммутации, отличается от ближайшего аналога тем, что бортовой передатчик выполнен в виде последовательно подключенных к второму выходу схемы коммутации генератора высокой частоты, фазового манипулятора, второй вход которого через формирователь модулирующего кода соединен с выходом магнитного запоминающего устройства, и усилителя мощности, подключенного к передающей антенне, наземная аппаратура приемного пункта выполнена в виде последовательно включенных приемной антенны, усилителя высокой частоты, первого смесителя, второй вход которого соединен с первым выходом блока эталонных частот, усилителя промежуточной, удвоителя фазы, первого узкополосного фильтра, делителя фазы на два, второго узкополосного фильтра, фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, вычислительного блока и блока регистрации, причем к выходу второго узкополосного фильтра последовательно подключены второй смеситель, второй вход которого соединен с вторым выходом блока эталонных частот, третий узкополосный фильтр и измеритель частоты Доплера, выход которого соединен с вторым входом вычислительного блока.The problem is solved in that the elevation-time Doppler system for determining the coordinates of the emergency object, containing, in accordance with the closest analogue, the transmitter of the emergency object, onboard equipment of the spacecraft and ground equipment of the receiving station, while the axis of rotation of the spacecraft is deviated from the local vertical, the spacecraft consists of a body, a pulsed infrared horizon sensor, placed on one axis opposite to the receiving antenna, the mechanical axis of which is not coincides with the axis of rotation of the spacecraft, the spacecraft's onboard equipment consists of a series-connected receiving antenna, a receiver, the second input of which is connected to the first output of the master oscillator, a Doppler frequency meter, the second input of which is connected to the second output of the master oscillator, a comparison device, a blocking generator , the first matching circuit, the second input of which is connected to the second output of the receiver, the second matching circuit, the second input of which is connected to the second output of the blocking generator, the first gate, the second input of which is connected through the pulse counter to the output of the pulse generator and the horizon sensor, the switching circuit and the magnetic storage device, the transmitter and the transmitting antenna are connected in series to the second output of the switching circuit, the temporary device and the second valve are connected in series to the third output of the master oscillator, the second input of which is connected to the second output of the second coincidence circuit, and the output is connected to the second input of the switching circuit, differs from the closest analogue m, that the on-board transmitter is made in the form of a high-frequency generator, a phase manipulator connected in series to the second output of the switching circuit, the second input of which is connected to the output of the magnetic storage device and the power amplifier connected to the transmitting antenna through the modulating code generator, and the ground-based equipment of the receiving station is made in the form of series-connected receiving antenna, high-frequency amplifier, first mixer, the second input of which is connected to the first output of the standard unit frequencies, an intermediate amplifier, a phase doubler, a first narrow-band filter, a phase divider into two, a second narrow-band filter, a phase detector, the second input of which is connected to the output of the intermediate-frequency amplifier, a computing unit, and a recording unit, and the second one is connected in series to the output of the second narrow-band filter a mixer, the second input of which is connected to the second output of the reference frequency unit, a third narrow-band filter and a Doppler frequency meter, the output of which is connected to the second input of the calculation solid block.
Геометрическая схема расположения космического аппарата 1, импульсного инфракрасного датчика 2 горизонта и приемной антенны 3, размещенной на одной оси противоположно датчику 2 горизонта, показана на фиг.1. Принцип определения доплеровского сдвига частоты передатчика КА иллюстрируется на фиг.2. Зависимость доплеровской частоты от времени изображена на фиг.3. Структурная схема системы представлена на фиг.4. Временные диаграммы, поясняющие работу системы, изображены на фиг.5.The geometric arrangement of the
Система содержит передатчик 20 аварийного объекта (аварийного радиобуя АРБ), бортовую аппаратуру космического аппарата и наземную аппаратуру приемного пункта.The system comprises a
Бортовая аппаратура КА содержит последовательно включенные приемную антенну 3, приемник 5, второй вход которого соединен с первым выходом задающего генератора 19, измеритель 6 частоты Доплера, устройство 4 сравнения, заторможенный блокинг-генератор 7, первую схему совпадения И 8, второй вход которой соединен с вторым выходом приемника 5, вторую схему совпадения И 9, второй вход которой соединен с вторым выходом блокинг-генератора 7, первый вентиль 10, второй вход которого через счетчик 13 импульсов соединен с выходами датчика 2 горизонта и генератора 12 импульсов, схему коммутации 14, магнитное запоминающее устройство 15, формирователь 21 модулирующего кода, фазовый манипулятор 23, второй вход которого через генератор 22 высокой частоты соединен с вторым выходом схемы 14 коммутации, усилитель 24 мощности и передающую антенну 17. Генератор 22 высокой частоты, фазовый манипулятор 23 и усилитель 24 мощности образуют передатчик 16.The spacecraft on-board equipment contains a
К третьему выходу задающего генератора 19 последовательно подключены временное устройство 18 и второй вентиль 11, второй вход которого соединен с вторым выходом второй схемы совпадения 9, а выход подключен к второму входу схемы 14 коммуникации.A
Наземная аппаратура приемного пункта 25 содержит последовательно включенные приемную антенну 26, усилитель 27 высокой частоты, первый смеситель 28, второй вход которого соединен с первым выходом блока 29 эталонных частот, усилитель 30 промежуточной частоты, удвоитель 31 фазы, первый узкополосный фильтр 32, делитель 33 фазы на два, второй узкополосный фильтр 34, фазовый детектор 35, второй вход которого соединен с выходом усилителя 30 промежуточной частоты, вычислительный блок 39 и блок 40 регистрации. К выходу второго узкополосного фильтра 34 последовательно подключены второй смеситель 36, второй вход которого соединен с вторым выходом блока 29 эталонных частот, третий узкополосный фильтр 37 и измеритель 38 частоты Доплера, выход которого подключен к второму входу вычислительного блока 39.The ground equipment of the
Принцип работы предлагаемой системы состоит в поиске такого пространственного положения приемной антенны 3 КА, стабилизируемого вращением вдоль вертикальной оси, при наличии факта работы передатчика 20 аварийного объекта, когда частота Доплера принимаемого сигнала равна нулю, измерение в этот момент времени угла между механической осью приемной антенны 3 КА и осью горизонта с привязкой измерения к бортовому временному устройству 18. Измерения записываются в магнитное запоминающее устройство 15 и передаются по радиолинии на наземный приемный пункт 25. Координата подспутниковой точки в момент измерений вычисляется. Измерения проводятся не менее двух раз. По координатам двух подспутниковых точек и двум измеренным углам между механической осью приемной антенны 3 КА и осью горизонта определяется местоположение аварийного объекта.The principle of the proposed system is to search for such a spatial position of the
Принцип определения параметров орбиты КА с помощью доплеровской беззапросной системы, при которой на борту КА расположен передатчик, а на Земле - измерительное устройство, иллюстрируется фиг.2 и 3.The principle of determining the parameters of the spacecraft’s orbit using the Doppler unquestioning system, in which a transmitter is located on board the spacecraft and a measuring device is located on Earth, is illustrated in FIGS. 2 and 3.
Доплеровская частота определяется на основании соотношенияDoppler frequency is determined based on the ratio
где λ - рабочая длина волны,where λ is the working wavelength,
r - текущее расстояние от КА до наземного приемного пункта (0).r is the current distance from the spacecraft to the ground receiving point (0).
Вектор движения КА может быть направлен под любым углом к линии радиосвязи. Связь радиальной составляющей Vr с модулем V находится при задании конкретного закона движения КА, определяющего вид функции r=r(t).Spacecraft motion vector can be directed at any angle to the radio link. The connection of the radial component V r with the module V is determined by specifying a specific law of motion of the spacecraft that determines the form of the function r = r (t).
Пусть наблюдаемая траектория движения КА S1-S2 не проходит через наземный приемный пункт О, относительно которого ведется отсчет расстояний. Кратчайшее расстояние между приемником и передатчиком при нахождении последнего в точке S0 составляет r0 (фиг.2). Это так называемая точка траверза. Время отсчитывается от момента t=0, соответствующего прохождению КА через точку S1. Расстояние между S1 и S0 обозначим через l0, момент прохождения точки S0 - через t0.Let the observed trajectory of the spacecraft S 1 -S 2 not pass through the ground receiving point O, relative to which the distance is counted. The shortest distance between the receiver and the transmitter when the latter is at the point S 0 is r 0 (figure 2). This is the so-called traverse point. The time is counted from the moment t = 0, corresponding to the passage of the spacecraft through the point S 1 . The distance between S 1 and S 0 is denoted by l 0 , the moment of passage of the point S 0 - by t 0 .
Зависимость доплеровской частоты от времени имеет следующий вид:The time dependence of the Doppler frequency has the following form:
где знак «плюс» соответствует условию 0≤t≤t0 (сближение), а знак «минус» - условию t0<t≤∞ (удаление).where the plus sign corresponds to the
Указанное выражение показывает, что доплеровская частота зависит как от V и λ, так и от t, r0 и l0. Причем зависимость от времени нелинейная (фиг.3).The indicated expression shows that the Doppler frequency depends on both V and λ, as well as t, r 0 and l 0 . Moreover, the dependence on time is nonlinear (Fig. 3).
На линейном участке вблизи точки перегибаIn a linear section near the inflection point
и тогдаand then
Дифференцируя это выражение по времени, можно найти выражение для производной от доплеровской частоты:Differentiating this expression with respect to time, we can find an expression for the derivative of the Doppler frequency:
Видно, что значение не зависит от начала наблюдений (l0).It is seen that the value independent of the start of observations (l 0 ).
Из последнего выражения следует, что, зная скорость V и длину волны λ, а также измерив производную , можно найти кратчайшее расстояниеIt follows from the last expression that, knowing the velocity V and the wavelength λ, as well as measuring the derivative , you can find the shortest distance
По величинам V и r0 рассчитывают элементы орбиты КА.The values of V and r 0 calculate the elements of the orbit of the spacecraft.
Особенностью беззапросного метода измерения радиальной скорости является необходимость использования эталонов частоты. При условии, что погрешность измерения радиальной скорости не должна превышать десятой доли метра в секунду, допустимая относительная нестабильность эталонов частоты в течение всего времени функционирования системы не должна превышать 10-10. Столь высоким требованиям к стабильности частоты удовлетворяют квантовые эталоны частоты.A feature of the non-request method of measuring radial velocity is the need to use frequency standards. Provided that the error in measuring the radial velocity should not exceed a tenth of a meter per second, the permissible relative instability of the frequency standards during the entire time the system operates should not exceed 10 -10 . Such high requirements for frequency stability are satisfied by quantum frequency standards.
В приемнике беззапросной системы измерения радиальной скорости осуществляется двухкратное преобразование частоты. Оно необходимо потому, что относительное значение доплеровского сдвига , равное отношению скорости , не превышает 10-4. В этих условиях выделение доплеровского сдвига при однократном преобразовании частоты требует использования контуров с очень высокой, практически недостижимой добротностью.In the receiver of a non-requesting radial velocity measurement system, frequency conversion is performed twice. It is necessary because the relative value of the Doppler shift equal to the ratio of speed does not exceed 10 -4 . Under these conditions, the separation of the Doppler shift during a single frequency conversion requires the use of circuits with a very high, almost unattainable quality factor.
Предлагаемая система работает следующим образом.The proposed system works as follows.
Поступательное движение космического аппарата, ось вращения которого отклонена от местной вертикали, обеспечивает перемещение линии сканирования диаграммы направленности приемной антенны 3 и последовательный просмотр полосы на поверхности Земли вдоль орбиты космического аппарата. Частота вращения КА выбирается из условия просмотра поверхности Земли без пропуска. Для устранения неоднозначности механическая ось приемной антенны 3 КА сдвигается относительно оси вращения на угол β, равной ширине диаграммы направленности приемной антенны.The translational motion of the spacecraft, the axis of rotation of which is deviated from the local vertical, ensures the movement of the scanning line of the radiation pattern of the receiving
В исходном состоянии до попадания сигнала с передатчика 20 аварийного объекта в диаграмму направленности приемной антенны 3 на выходе приемника 5 сигнал отсутствует. На выходе схем совпадения И 8, 9 - нуль. Импульсный датчик 2 горизонта в момент пересечения трассы КА вырабатывает импульс, который обнуляет счетчик 13 импульсов. Вентили 10 и 11 закрыты.In the initial state, before the signal from the
При появлении сигнала с передатчика 20 аварийного объекта в просматриваемой полосе на поверхности Земли измеритель 6 начинает измерение частоты Доплера беззапросным методом. При достижении частоты Доплера значения, равного нулю, механическая ось приемной антенны 3 находится в точке траверза. В этот момент измеряется значение угла между осью датчика 2 горизонта и положения механической оси приемной антенны 3 (угла α). Измерения привязываются к бортовому временному устройству 18.When a signal appears from the
При достижении значения частоты Доплера на выходе измерителя 6, равного нулю, открывается устройство 4 сравнения и запускается заторможенный блокинг-генератор 7, на выходах схемы совпадения И 9 появляется единица. Открываются вентили 10 и 11. Информация о значении угла α (количество импульсов, записанных в счетчик 13 импульсов) и времени измерения записывается через схему коммутации 14 на магнитное запоминающее устройство 15 и поступает на вход формирователя 21 модулирующего кода, где формируется код M(t) (фиг.5, б), который поступает на первый вход фазового манипулятора 23. На второй вход последнего подается высокочастотное колебание с выхода генератора 22 высокой частоты (фиг.5, а)When the value of the Doppler frequency is reached at the output of the
uc(t)=Uccos(2πfct+φc), 0≤t≤Тc,u c (t) = U c cos (2πf c t + φ c ), 0≤t≤T c ,
где Uc, fc, φc, Tc - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность высокочастотного колебания.where U c , f c , φ c , T c is the amplitude, carrier frequency, initial phase, and duration of the high-frequency oscillation.
На выходе фазового манипулятора 23 образуется сложный сигнал с фазовой манипуляцией (ФМн) (фиг.5, в)At the output of the
u1(t)=Uccos(2πfct+φk(t)+φc), 0≤t≤Tc,u 1 (t) = U c cos (2πf c t + φ k (t) + φ c ), 0≤t≤T c ,
где φk(t)={0, π} - манипулированная составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t) (фиг.5, б), причем φk(t)=const при kτэ<t<(k+1)τэ и может изменяться скачком при t=kτэ, т.е. на границах между элементарными посылками (K=1, 2,..., N-1);where φ k (t) = {0, π} is the manipulated phase component that displays the phase manipulation law in accordance with the modulating code M (t) (Fig. 5, b), and φ k (t) = const for kτ e < t <(k + 1) τ e and can change abruptly at t = kτ e , i.e. at the boundaries between elementary premises (K = 1, 2, ..., N-1);
τэ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Tc (Тc=Nτэ);τ e , N is the duration and number of chips that make up the signal of duration T c (T c = Nτ e );
который после усиления в усилителе 23 мощности с помощью антенны 17 излучается в эфир. При прохождении КА над наземным приемным пунктом 25 указанный сигнал улавливается приемной антенной 26. На выходе приемника 27 в этом случае появляется сигналwhich after amplification in the
u2(t)=U2cos(2πf1t+φk(t)+φc), 0≤t≤Tc,u 2 (t) = U 2 cos (2πf 1 t + φ k (t) + φ c ), 0≤t≤T c ,
где f1=fc±F∂,where f 1 = f c ± F ∂ ,
F∂ - доплеровское смещение частоты, обусловленное движением КА относительно наземного приемного пункта, который поступает на первый вход первого смесителя 28, на второй вход которого подается напряжение первой эталонной частоты с первого выхода блока 29 эталонных частотF ∂ - Doppler frequency offset due to the motion of the spacecraft relative to the ground receiving station, which is fed to the first input of the
uэ1(t)=Uэ1cos(2πfэ1t+φэ1).u e1 (t) = U e1 cos (2πf e1 t + φ e1 ).
На выходе смесителя 28 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 30 выделяется напряжение промежуточной (разностной) частоты (фиг.5, г)At the output of the
uпр(t)=Uпрcos(2πfпрt+φk(t)+φпр), 0≤t≤Тc,u pr (t) = U pr cos (2πf pr t + φ k (t) + φ pr ), 0≤t≤T c ,
где ;Where ;
К1 - коэффициент передачи смесителя;To 1 - gear ratio of the mixer;
fпр=f1-fэ1=fc±F∂-fэ1 - промежуточная частота;f ave = f 1 -f A1 = f c -f ± ∂ F A1 - an intermediate frequency;
φпр=φc-φэ1, straight φ = φ c -φ A1,
которое поступает на информационный вход фазового детектора 35 и на вход удвоителя 31 фазы. На выходе последнего образуется гармоническое колебание (фиг.5, д)which is fed to the information input of the
u3(t)=U3cos(4πfпрt+2φпр), 0≤t≤Tc,u 3 (t) = U 3 cos (4πf pr t + 2φ pr ), 0≤t≤T c ,
где Where
K2 - коэффициент передачи перемножителя.K 2 - transfer coefficient of the multiplier.
Следует отметить, что удвоитель 31 фазы представляет собой перемножитель, на два входа которого подается ФМн-сигнал промежуточной частоты uпр(t).It should be noted that the
Так как 2φk(t)={0,2π}, то в указанном колебании манипуляция фазы уже отсутствует. Ширина спектра Δf2 второй гармоники определяется длительностью Tc сигнала , тогда как ширина спектра Δfc ФМн-сигнала определяется длительностью τэ его элементарных посылок , т.е. ширина спектра Δf2 второй гармоники сигнала в N раз меньше ширины спектра Δfc входного сигнала .Since 2φ k (t) = {0.2π}, phase manipulation is already absent in the indicated oscillation. The width of the spectrum Δf 2 of the second harmonic is determined by the duration T c of the signal , while the width of the spectrum Δf c FMN signal is determined by the duration τ e of its elementary premises , i.e. spectrum width Δf 2 of the second harmonic of the signal is N times smaller than the spectrum width Δf c of the input signal .
Следовательно, при удвоении фазы ФМн-сигнала его спектр «сворачивается» в N раз.Therefore, when the phase of the QPSK signal is doubled, its spectrum “folds” N times.
Гармоническое колебание u3(t) выделяется узкополосным фильтром 32 и поступает на вход делителя 33 фазы на два, на выходе которого образуется гармоническое колебание (фиг.5, е)The harmonic oscillation u 3 (t) is allocated by a narrow-
u4(t)=U4cos(2πfпрt+φпр), 0≤t≤Tc,u 4 (t) = U 4 cos (2πf pr t + φ pr ), 0≤t≤T c ,
которое выделяется узкополосным фильтром 34 и подается на опорный вход фазового детектора 35.which is allocated by a narrow-
Следовательно, опорное напряжение, необходимое для синхронного детектирования ФМн-сигналов и работы фазового детектора, выделяется непосредственно из самого принимаемого ФМн-сигнала.Therefore, the reference voltage necessary for the synchronous detection of the PSK signals and the operation of the phase detector is extracted directly from the received PSK signal.
На выходе фазового детектора 35 образуется низкочастотное напряжение (фиг.5, ж)At the output of the
uн(t)=Uнcosφк(t),u n (t) = U n cosφ to (t),
где ,Where ,
К3 - коэффициент передачи фазового детектора,K 3 - the transfer coefficient of the phase detector,
пропорциональное модулирующему коду M(t) (фиг.5, б), которое поступает на первый вход вычислительного блока 39. В вычислительном блоке 39 по координатам двух подспутниковых точек и двум измеренным углам α1 и α2 между механической осью приемной антенны космического аппарата и осью горизонта определяется местоположение аварийного объекта.proportional to the modulating code M (t) (Fig. 5, b), which is fed to the first input of the
Одновременно гармоническое колебание u4(t) (фиг.5, е) с выхода узкополосного фильтра поступает на первый вход второго смесителя 36, на второй вход которого подается напряжение второй эталонной частотыAt the same time, the harmonic oscillation u 4 (t) (Fig. 5, f) from the output of the narrow-band filter is supplied to the first input of the
uэ2(t)=Uэ2cos(2πfэ2t+φэ2),u e2 (t) = U e2 cos (2πf e2 t + φ e2 ),
где fэ2=fc-fэ1-F0,where f e2 = f c -f e1 -F 0 ,
F0 - частота подставки, которая вводится для определения знака доплеровского смещения F∂.F 0 is the frequency of the stand, which is introduced to determine the sign of the Doppler shift F ∂ .
На выходе второго смесителя 36 формируется колебаниеAt the output of the
up(t)=Upcos(2πFpt+φр),u p (t) = U p cos (2πF p t + φ p ),
где ;Where ;
φp=φпр-φэ2;φ p = φ pr -φ e2 ;
Fp=±F∂+F0,F p = ± F ∂ + F 0 ,
которое выделяется узкополосным фильтром 37 и подается на вход измерителя 38 частоты Доплера.which is allocated by the narrow-
В зависимости от того, Fp>F0 или Fp<F0, определяют знак доплеровского смещения, а следовательно, и направление радиальной скорости.Depending on whether F p > F 0 or F p <F 0 , the sign of the Doppler shift, and therefore the direction of the radial velocity, is determined.
Зная скорость V и длину волны λ, а также измерив производную , в вычислительном блоке 39, определяют элементы орбиты КА.Knowing the velocity V and the wavelength λ, as well as measuring the derivative , in the
Система позволяет однозначно определить координаты, сократить время поиска аварийного объекта, увеличить площадь просматриваемой поверхности Земли за счет сканирования приемной диаграммы направленности, увеличить соотношение сигнал/шум радиолинии за счет использования приемной антенны с узкой диаграммой направленности.The system allows you to unambiguously determine the coordinates, reduce the search time for an emergency object, increase the area of the Earth’s viewing surface by scanning the receiving radiation pattern, increase the signal-to-noise ratio of the radio line by using a receiving antenna with a narrow radiation pattern.
Таким образом, предлагаемая система по сравнению с прототипом позволяет уточнить элементы орбиты космического аппарата при его прохождении над наземным пунктом. Тем самым функциональные возможности системы расширены.Thus, the proposed system in comparison with the prototype allows you to specify the elements of the orbit of the spacecraft during its passage above the ground point. Thus, the functionality of the system is expanded.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007100457/11A RU2328416C1 (en) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | Elevation doppler system for emergency object positioning |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007100457/11A RU2328416C1 (en) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | Elevation doppler system for emergency object positioning |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2328416C1 true RU2328416C1 (en) | 2008-07-10 |
Family
ID=39680674
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007100457/11A RU2328416C1 (en) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | Elevation doppler system for emergency object positioning |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2328416C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2751021C2 (en) * | 2016-11-08 | 2021-07-07 | Сигфокс | Method for signal transmission by a transmitting device to a non-geosynchronous satellite |
-
2007
- 2007-01-09 RU RU2007100457/11A patent/RU2328416C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2751021C2 (en) * | 2016-11-08 | 2021-07-07 | Сигфокс | Method for signal transmission by a transmitting device to a non-geosynchronous satellite |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2419813C2 (en) | Method and device for measuring distance | |
US6111536A (en) | System and method for distance measurement by inphase and quadrature signals in a radio system | |
EP1397697B1 (en) | Synthetic aperture ladar system using incoherent laser pulses | |
US8077078B1 (en) | System and method for aircraft altitude measurement using radar and known runway position | |
JPH0325752B2 (en) | ||
CN103713286B (en) | There is the high-resolution radio altimeter of positioning function and the method for measuring position | |
US3334344A (en) | Doppler radar altimeter | |
JPH03140889A (en) | Method and device for measuring speed of target by utilizing doppler shift of electromagnetic radiation | |
RU2518428C2 (en) | Direction finding phase method and phase direction finder for implementing said method | |
RU76464U1 (en) | SHIP RADAR COMPLEX | |
Samczynski et al. | SARENKA-C-band SAR radar for UAV application | |
Pierrottet et al. | Field demonstration of a precision navigation lidar system for space vehicles | |
RU2328416C1 (en) | Elevation doppler system for emergency object positioning | |
US6336061B1 (en) | System and method for attitude determination in global positioning systems (GPS) | |
RU2643168C2 (en) | Method of height, aircraft actual velocity and aircraft velocity vector inclination measurement in relation to horizon, on-board radar device using method | |
US10148352B1 (en) | Continuous carrier optical phase optometric measurement over coherent optical communication link | |
RU2313477C1 (en) | Determination of coordinates of emergency object by elevation angle and time doppler method | |
RU2083998C1 (en) | Doppler sensor of components of velocity vector, altitude and local vertical for helicopters and vertical landing space vehicles | |
Prats-Iraola et al. | The BIOMASS ground processor prototype: An overview | |
RU2302645C1 (en) | Elevation-time doppler method for determining coordinates of emergency object | |
US20230061894A1 (en) | Radio system with multiple antenna arrays and adaptive waveforms | |
Astanin et al. | Ultra-wideband signals-a new step in radar development | |
RU2305057C1 (en) | Determination of emergency object coordinates by elevation angle and time doppler method | |
RU2368550C1 (en) | Elevation-time doppler system for detection of emergency object coordinates | |
RU2706638C2 (en) | Method of determining orientation of spacecraft based on signals of navigation satellites |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090110 |