RU2627961C2 - Способ определения местоположения метеорного тела - Google Patents
Способ определения местоположения метеорного тела Download PDFInfo
- Publication number
- RU2627961C2 RU2627961C2 RU2016102788A RU2016102788A RU2627961C2 RU 2627961 C2 RU2627961 C2 RU 2627961C2 RU 2016102788 A RU2016102788 A RU 2016102788A RU 2016102788 A RU2016102788 A RU 2016102788A RU 2627961 C2 RU2627961 C2 RU 2627961C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- meteor
- velocity
- determined
- measuring
- distance
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
- G01S13/505—Systems of measurement based on relative movement of target using Doppler effect for determining closest range to a target or corresponding time, e.g. miss-distance indicator
Abstract
Изобретение относится к метрологии, в частности к способу наблюдения и слежения за метеорами. Способ предполагает определение местоположения метеорного тела, основанное на измерении расстояния до метеорного тела. В период между измерениями расстояния до метеорного тела местоположение метеорного тела определяют путем интегрирования скорости движения тела, измеренной по доплеровскому сдвигу частоты сигнала, отраженного телом, с учетом релятивистской поправки. При сближении метеорного тела с наблюдателем релятивистскую поправку к значению скорости движения тела определяют в соответствии с выражением 
где νr - скорость, вычисленная по результатам измерения доплеровского сдвига частоты сигнала, отраженного телом, с - скорость света, при удалении метеорного тела от наблюдателя релятивистскую поправку к значению скорости движения тела определяют в соответствии с выражением
Description
Изобретение относится к способам наблюдения и слежения за полетом объектов, может быть использовано для определения местоположения быстроперемещающегося объекта, например метеорного тела.
Известен способ определения местоположения движущегося космического тела, основанный на измерении дальности и скорости объекта с помощью радиолокаторов [1]. Измерение угловых координат объекта также осуществляют посредством радиолокатора.
Известен также способ измерения скорости движения и расстояния, пройденного объектом, основанный на измерении ускорения движения объекта с последующим интегрированием показаний акселерометра [2]. С помощью описанного способа можно измерять действительную скорость движения объекта и расстояния в системе координат, связанной с объектом. Недостаток способа заключается в том, что он не предназначен для измерений параметров движения объекта, находящегося на удалении.
Наиболее близким к заявляемому способу, принятому в качестве прототипа, является способ определения местоположения объекта на основе локации [3]. В результате измерения дальности до объекта (метеорного тела) определяют положение объекта в системе координат, связанной с локаторами. Измерение угловых координат объекта осуществляют, как указывалось выше, также посредством радиолокатора. Измерять дальность до объекта непрерывно нецелесообразно и технически не всегда осуществимо. В период между измерениями дальности положение объекта определяют, вычисляя отрезок траектории движения объекта между измерениями дальности путем интегрирования скорости движения объекта. Скорость объекта, как правило, определяют по доплеровскому сдвигу частоты сигнала, отраженного от объекта при локации. В результате трансформации временного масштаба сигнала, которая приводит к сжатию колебаний, отраженных от приближающегося объекта, изменяется их частота (проявление эффекта Доплера), по изменению частоты, в данном случае увеличению, определяют скорость объекта. Для удаляющегося объекта происходит растяжение временного масштаба колебаний и соответствующее изменение частоты отраженного сигнала. С помощью доплеровского метода определения скорости объекта можно вычислять релятивистскую скорость движения объекта [4], которая отличается от действительной.
С этим связан недостаток описанного способа, заключающийся в отсутствии возможности точного измерения значения скорости объекта ввиду использования доплеровского метода, что приводит к ошибкам определения местоположения метеорного тела.
Задачей изобретения является увеличение точности определения местоположения метеорного тела.
Поставленная задача решается тем, что в способе определения местоположения метеорного тела, основанном на измерении расстояния до метеорного тела, в период между измерениями расстояния до метеорного тела местоположение метеорного тела определяют путем интегрирования скорости движения тела, измеренной по доплеровскому сдвигу частоты сигнала, отраженного телом, с учетом релятивистской поправки. Релятивистская поправка представляет собой разницу между действительной скоростью объекта и скоростью объекта, определенной по доплеровскому сдвигу частоты сигнала, излучаемого объектом. Последнюю рассчитывают, используя формулы, известные из источника [1]. При сближении метеорного тела с наблюдателем релятивистскую поправку к значению скорости движения тела определяют в соответствии с выражением
где νr - скорость, вычисленная по результатам измерения доплеровского сдвига частоты сигнала, отраженного телом, с - скорость света. При удалении метеорного тела от наблюдателя релятивистскую поправку к значению скорости движения тела определяют в соответствии с выражением
Техническим результатом изобретения является уменьшение ошибок при сближении с метеорным телом и повышение вероятности его перехвата.
Выражение для вычисления действительной скорости при приближении объекта как функции релятивистской скорости можно найти, используя формулу (14), приведенную в [4], и отношение, представленное в [1], на с. 51 (6 стр. сверху),
Для удаляющегося объекта
Выражения для поправок, вычисленные на основе (3), (4), могут быть представлены в виде (1), (2) соответственно при сближении объекта с наблюдателем и при удалении объекта от наблюдателя.
Ниже приводится пример реализации предлагаемого способа.
Для простоты изложения рассматривается случай, когда проекция полного вектора скорости объекта и луч зрения наблюдателя приблизительно совпадают. В процессе локации метеорного тела периодически измеряют с помощью локатора расстояние до объекта. Параллельно, используя доплеровский принцип измерения скорости, измеряют скорость движения объекта. В соответствии с выражениями (1) или (2) вычисляют релятивистскую поправку скорости, а затем и действительную скорость движения объекта. Интегрируют полученное значение скорости на интервале, соответствующем периоду измерения дальности до объекта, учитывая начальное значение расстояния до объекта на момент интегрирования, и таким образом определяют текущее значение дальности до объекта.
Для оценки эффективности предлагаемого способа целесообразно найти максимальную ошибку в определении расстояния до объекта, рассчитанного по результатам измерения доплеровского сдвига частоты сигнала, отраженного телом,
Δr=ΔνpTr,
где Tr - период между измерениями расстояния до объекта.
При значении релятивистской скорости νr=50 км/с ошибка в определении расстояния до объекта увеличивается на 16,7 м ежесекундно. Соответственно при Tr=10 с названная ошибка будет равна 167 м.
На практике встреча с метеорным телом будет происходить под различными углами, чаще всего отличными от нулевого. Ошибка в определении положения метеорного тела на траектории перейдет в относительную угловую ошибку. Это может вызвать серьезные затруднения при сближении с метеорным телом при его перехвате. Введение поправки описанным выше способом позволяет уменьшить или совсем исключить ошибку в определении положения метеорного тела.
Приведенный пример показывает возможность точного определения места положения метеорного тела при слежении за ним с помощью предлагаемого способа и обеспечения перехвата названного объекта.
Источники информации
1. Теоретические основы радиотехники / Я.Д. Ширман и др.; Под ред. Я.Д. Ширмана. - М.: Сов. радио, 1970. С. 6-52.
2. Боднер В.А. Приборы первичной информации. - М.: Машиностроение. 1981. С. 332-341.
3. Радиосистемы межпланетных космических аппаратов / Р.В. Бакитько и др.; Под ред. А.С. Виницкого. - М.: Радио и связь, 1993. С. 119-133, (прототип).
4. Атнашев А.Б. Принцип относительности. Спектры… - СПб.: Изд-во «Менделеев», 2014. 30 с.
Claims (5)
1. Способ определения местоположения метеорного тела, основанный на измерении расстояния до метеорного тела, отличающийся тем, что в период между измерениями расстояния до метеорного тела местоположение метеорного тела определяют путем интегрирования скорости движения тела, измеренной по доплеровскому сдвигу частоты сигнала, отраженного телом, с учетом релятивистской поправки.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при сближении метеорного тела с наблюдателем релятивистскую поправку к значению скорости движения тела определяют в соответствии с выражением
где νr - скорость, вычисленная по результатам измерения доплеровского сдвига частоты сигнала, отраженного телом, с - скорость света, при удалении метеорного тела от наблюдателя релятивистскую поправку к значению скорости движения тела определяют в соответствии с выражением
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016102788A RU2627961C2 (ru) | 2016-01-27 | 2016-01-27 | Способ определения местоположения метеорного тела |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016102788A RU2627961C2 (ru) | 2016-01-27 | 2016-01-27 | Способ определения местоположения метеорного тела |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016102788A RU2016102788A (ru) | 2017-08-01 |
| RU2627961C2 true RU2627961C2 (ru) | 2017-08-14 |
Family
ID=59632110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016102788A RU2627961C2 (ru) | 2016-01-27 | 2016-01-27 | Способ определения местоположения метеорного тела |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2627961C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2729516C1 (ru) * | 2019-10-10 | 2020-08-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт астрономии Российской академии наук | Способ повышения проницающей силы астрономических наблюдений метеоров и устройство для его осуществления на метеорной камере |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7136015B2 (en) * | 2004-04-06 | 2006-11-14 | Alpine Electronics, Inc. | Method and apparatus for satellite positioning |
| WO2008054482A2 (en) * | 2006-03-24 | 2008-05-08 | Dula Arthur M | Solar system positioning system |
| US8421670B2 (en) * | 2010-03-10 | 2013-04-16 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Position estimation apparatus and computer readable medium storing position estimation program |
-
2016
- 2016-01-27 RU RU2016102788A patent/RU2627961C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7136015B2 (en) * | 2004-04-06 | 2006-11-14 | Alpine Electronics, Inc. | Method and apparatus for satellite positioning |
| WO2008054482A2 (en) * | 2006-03-24 | 2008-05-08 | Dula Arthur M | Solar system positioning system |
| US8421670B2 (en) * | 2010-03-10 | 2013-04-16 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Position estimation apparatus and computer readable medium storing position estimation program |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| David Morgan. Detection & Analysis of Meteors by RADAR (Using the GRAVES space surveillance transmitter). 2011 г.. * |
| В.Г.Курт "Физика космоса". М.: Советская энциклопедия, 1986 (с.246-247). * |
| Мартынов Д. Я. Курс общей астрофизики: Учеб. для вузов.— 4-е изд., перераб. и доп.—М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988.— 640 с. (стр. 596-598). * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2729516C1 (ru) * | 2019-10-10 | 2020-08-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт астрономии Российской академии наук | Способ повышения проницающей силы астрономических наблюдений метеоров и устройство для его осуществления на метеорной камере |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016102788A (ru) | 2017-08-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9891306B2 (en) | Geolocating a remote emitter | |
| RU2510861C1 (ru) | Способ радиолокационного определения времени окончания активного участка баллистической траектории | |
| US9304198B1 (en) | Navigator alignment using radar scan | |
| US20140139374A1 (en) | Kalman filtering with indirect noise measurements | |
| RU2503969C1 (ru) | Триангуляционно-гиперболический способ определения координат радиоизлучающих воздушных объектов в пространстве | |
| RU2624457C1 (ru) | Способ определения координат объекта | |
| RU2687059C1 (ru) | Способ определения дальности | |
| RU2687057C1 (ru) | Способ определения координат движущегося объекта | |
| RU2611564C1 (ru) | Способ навигации летательных аппаратов | |
| RU2627961C2 (ru) | Способ определения местоположения метеорного тела | |
| RU2559820C1 (ru) | Способ навигации движущихся объектов | |
| RU2317566C1 (ru) | Способ измерения угла места радиолокационных целей двухкоординатной рлс метрового диапазона | |
| RU2545068C1 (ru) | Способ измерения изменения курсового угла движения источника зондирующих сигналов | |
| RU2617447C1 (ru) | Способ определения дальности до неподвижного источника излучения движущимся пеленгатором | |
| RU2012130468A (ru) | Способ измерения линейных перемещений объекта | |
| RU2348011C1 (ru) | Навигационный комплекс | |
| RU2714884C1 (ru) | Способ определения курса объекта на линейной траектории с использованием измерений его радиальной скорости | |
| RU2564552C1 (ru) | Способ навигации летательного аппарата по радиолокационным изображениям земной поверхности | |
| RU2406098C1 (ru) | Способ определения наклонной дальности до движущейся цели по минимальному числу пеленгов | |
| RU2525650C2 (ru) | Способ наведения летательных аппаратов на наземные объекты | |
| RU2726141C1 (ru) | Способ определения дальности | |
| RU2632476C2 (ru) | Способ обнаружения маневра баллистического объекта по выборкам произведений дальности на радиальную скорость и устройство для его реализации | |
| RU2773672C1 (ru) | Способ наведения летательного аппарата на наземные цели по данным радиолокатора с синтезированием апертуры антенны | |
| RU2782527C1 (ru) | Способ и устройство определения путевой скорости неманеврирующей цели с использованием оценок ее радиального ускорения | |
| RU2725618C1 (ru) | Система измерения дальности |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180128 |