RU2634453C1 - Method of preventing threat to planet by estimating dimensions of passive space objects - Google Patents

Method of preventing threat to planet by estimating dimensions of passive space objects Download PDF

Info

Publication number
RU2634453C1
RU2634453C1 RU2016119452A RU2016119452A RU2634453C1 RU 2634453 C1 RU2634453 C1 RU 2634453C1 RU 2016119452 A RU2016119452 A RU 2016119452A RU 2016119452 A RU2016119452 A RU 2016119452A RU 2634453 C1 RU2634453 C1 RU 2634453C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resolution
radar
earth
sequence
duration
Prior art date
Application number
RU2016119452A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Дмитриевич Медведев
Юрий Сергеевич Бондаренко
Виктор Иванович Дикарев
Борис Васильевич Койнаш
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук
Priority to RU2016119452A priority Critical patent/RU2634453C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2634453C1 publication Critical patent/RU2634453C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G3/00Observing or tracking cosmonautic vehicles

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: method includes radar sounding of space objects (SO) rotating during flight, with a periodic sequence of high-resolution radio signals of nanosecond duration. The number of these pulses corresponds to the number of the SO angles during the period of its rotation, the maximum of all the periods of the SO rotation around its axes. The probing sequence is passed through a block of adjustable delay, multiplied with the reflected sequence of high-resolution signals, the time delay is fixed, the distance between the SO and the Earth is determined. Simultaneously, the probing sequence is multiplied with the reflected one, a low-frequency voltage is extracted, proportional to the Doppler frequency offset, by which the magnitude of the SO radial velocity direction is determined, the time of the probable collision of the SO with the Earth is estimated and measures are taken to avoid collision.
EFFECT: increasing the effectiveness of protecting the Earth from large meteorites and asteroids.
2 dwg

Description

Предлагаемый способ относится к области радиолокации пассивных космических объектов (крупных метеоритов и астероидов) и может быть использован при осуществлении радиолокационного обзора околоземного пространства с целью выделения космических объектов, представляющих опасность при столкновении с Землей.The proposed method relates to the field of radar passive space objects (large meteorites and asteroids) and can be used in a radar survey of near-Earth space in order to highlight space objects that are dangerous in a collision with the Earth.

Известен аналог по защите от астероидно-кометной опасности (АКО), провоцирующий разработку систем космической защиты [1]. Недостатком аналога является отсутствие оценки размеров пассивных космических объектов, исключающее возможность их селекции по степени опасности.There is an analogue for protection against asteroid-comet hazard (AKO), provoking the development of space protection systems [1]. A disadvantage of the analogue is the lack of an estimate of the size of passive space objects, which excludes the possibility of their selection by degree of danger.

Известен также аналог оценки астероидно-кометной опасности [2], согласно которому космические тела размером менее 10 м обычно до поверхности Земли не долетают, сгорая в атмосфере, и опасности для планеты и населения не представляют. Недостатком известного аналога является то, что тела размером в несколько десятков метров, сгорая, способны взрываться и создавать серьезные разрушения, а объекты размером в сотни и более метров приводят к региональным либо к глобальным катастрофам. При этом именно тела размером 50-100 метров представляют наибольшую опасность для человечества на характерном времени его существования, поскольку вероятность их столкновения с Землей выше, чем у более крупных тел, и их средние разрушительное воздействие максимально.An analogue of the asteroid-comet hazard assessment is also known [2], according to which cosmic bodies less than 10 m in size usually do not reach the Earth’s surface, burning in the atmosphere, and pose no danger to the planet and population. A disadvantage of the known analogue is that bodies several tens of meters in size, when burned, are capable of exploding and causing serious damage, while objects of hundreds or more meters in size lead to regional or global disasters. Moreover, it is precisely bodies of 50-100 meters in size that pose the greatest danger to humanity at the characteristic time of its existence, since the probability of their collision with the Earth is higher than that of larger bodies, and their average destructive effect is maximum.

Таким образом, вопросы оценки размеров космических тел, пересекающих орбиту Земли, актуальны уже в настоящее время и интерес к ним по мере развития техники будет только возрастать.Thus, the issues of estimating the sizes of cosmic bodies crossing the Earth’s orbit are relevant at present and interest in them will only increase with the development of technology.

Из уровня техники известен способ определения геометрических характеристик (например, диаметров) небесных тел оптической системой по угловым размерам [3]. Недостатком оптических способов является то, что погрешность оценки линейных размеров астероидов по угловым размерам небесных тел растет пропорционально расстоянию до измеряемого объекта. Кроме того, все оптические способы при наземном базировании подвержены зависимости от состояния оптической прозрачности и турбулентности в атмосфере.The prior art method for determining the geometric characteristics (eg, diameters) of celestial bodies by an optical system by angular dimensions [3]. The disadvantage of optical methods is that the error in estimating the linear dimensions of asteroids from the angular dimensions of celestial bodies increases in proportion to the distance to the measured object. In addition, all ground-based optical methods are subject to the state of optical transparency and atmospheric turbulence.

Этих недостатков лишены способы радиолокационного зондирования космического пространства, разрешение которых вдоль линии визирования определяется свойствами используемых сигналов и не зависит от расстояния до объекта.These shortcomings are deprived of the methods of radar sounding of outer space, the resolution of which along the line of sight is determined by the properties of the signals used and does not depend on the distance to the object.

Кроме того, известны способы и системы предотвращения угрозы для планеты (авт. свид. СССР №590.687, 1.748.086; патенты РФ №2.059.280, 2.099.735, 2.175.139, 2.182.341, 2.247.395, 2.250.476, 2.323.860, 2.374.597, 2.390.730, 2.436.611, 2.518.108, 2.526.401, 2.527.252, 2.535.487, 2.555.247, 2.568.628, 2.578.003; патенты США №5.594.454, 5.920.278, 5.995.039, 5.147.638, 6.683.518, 7.119.732, 7.463.181; патенты ЕР №1.026.519, 1.229.347; патенты WO №2.005.017,583, 2.006.087.421; Лозоренко О.В, Черногор Л.Ф. Сверхширокополосные сигналы и физические процессы. Основные понятия, модели и методы описания. // Радиофизика и радиоастрономия, 2008, т. 13, №2, С. 166-194 и другие).In addition, methods and systems for preventing threats to the planet are known (author's certificate. USSR No. 590.687, 1.748.086; RF patents No. 2.059.280, 2.099.735, 2.175.139, 2.182.341, 2.247.395, 2.250.476 , 2.323.860, 2.374.597, 2.390.730, 2.436.611, 2.518.108, 2.526.401, 2.527.252, 2.535.487, 2.555.247, 2.568.628, 2.578.003; US patents No. 5.594. 454, 5.920.278, 5.995.039, 5.147.638, 6.683.518, 7.119.732, 7.463.181; patents EP No. 1,026.519, 1.229.347; patents WO No. 2.005.017.583, 2.006.087.421; Lozorenko O .V, Chernogor LF Ultrawideband signals and physical processes. Basic concepts, models and description methods. // Radiophysics and Radio Astronomy, 2008, v. 13, No. 2, pp. 166-194 and others).

Из известных способов и систем наиболее близким к предлагаемому является «Способ предотвращения угрозы для планеты путем оценки размеров пассивных космических объектов» (патент РФ №2.527.252, В64G 3/00, 2013), который и выбран в качестве базового объекта.Of the known methods and systems, the closest to the proposed one is “A way to prevent threats to the planet by assessing the size of passive space objects” (RF patent No. 2.527.252, B64G 3/00, 2013), which is chosen as the base object.

Известный способ включает радиолокационное зондирование космического объекта (КО), вращающегося в процессе полета, периодической последовательностью высокоразрешающих радиосигналов наносекундной длительности. Число этих импульсов соответствует числу ракурсов КО за период его вращения, максимальный из всех периодов вращения КО вокруг его осей. Этот период определяется по повторяемости радиолокационных портретов (РЛП), дающих разрешение по дальности, равное одной десятой минимального размера КО. При этом производят многократное измерение длительности РЛП освещенной части КО. По этой длительности далее производят оценку среднего радиуса КО по половине усредненной пространственной длины сигналов РЛП и линейного размера по удвоенной величине среднего радиуса.The known method includes radar sensing of a space object (KO), rotating during the flight, a periodic sequence of high-resolution radio signals of nanosecond duration. The number of these pulses corresponds to the number of KO angles for the period of its rotation, the maximum of all periods of KO rotation around its axes. This period is determined by the repeatability of the radar portraits (RLP), giving a range resolution equal to one tenth of the minimum size of the TO. In this case, a multiple measurement of the radar station duration of the illuminated part of the CO is performed. For this duration, the average radius of the QoS is then estimated by half the averaged spatial length of the radar signals and the linear size by twice the average radius.

Известный способ позволяет оценивать размеры пассивных космических объектов, например, крупных метеоритов и астероидов (размерами более десяти метров), которые могут представлять опасность при столкновении с Землей. При этом важное значение имеют такие расстояния между КО и Землей, радиальная скорость сближения КО с Землей и время вероятного их столкновения, знание которых необходимо, чтобы своевременно активизировать орбитальные средства космической защиты.The known method allows us to estimate the size of passive space objects, for example, large meteorites and asteroids (sizes of more than ten meters), which can be dangerous in a collision with the Earth. At the same time, such distances between the spacecraft and the Earth, the radial velocity of the spacecraft's approach to the Earth, and the time of their probable collision, knowledge of which is necessary in order to activate the orbital means of space protection in a timely manner, are important.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности космической защиты Земли от крупных метеоритов и астероидов (размерами более десяти метров), путем определения расстояния между КО и Землей, радиальной скорости сближения КО с Землей и вероятного времени их столкновения.An object of the invention is to increase the efficiency of space protection of the Earth from large meteorites and asteroids (with dimensions greater than ten meters), by determining the distance between the spacecraft and the earth, the radial velocity of the spacecraft approaching the earth and the probable time of their collision.

Поставленная задача решается тем, что способ предотвращения угрозы для планеты путем оценки размеров пассивных космических объектов размером более десяти метров в диаметре, вращающихся в процессе полета, включающий, в соответствии с ближайшим аналогом, радиолокационное зондирование космического объекта, периодической последовательностью высокоразрешающих радиосигналов наносекундной длительности числом N, которое соответствует числу ракурсов объекта за период его вращения, максимальный из периодов вращения по осям объекта, который определяют по повторяемости радиолокационных портретов, обеспечивающих разрешение по дальности, равное одной десятой части минимального размера объекта, причем производят многократное измерение длительности радиолокационного портрета освещенной части объекта, затем по измеренным значениям длительности радиолокационного портрета производят оценку среднего радиуса объекта по половине усредненной пространственной длины сигнала радиолокационного портрета и линейного размера объекта по удвоенной величине среднего радиуса, отличается от ближайшего аналога тем, что зондирующую последовательность высокоразрешающих радиосигналов наносекундной длительности пропускают через блок регулируемой задержки, перемножают с отраженной последовательностью высокоразрешающих радиосигналов наносекундной длительности, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное корреляционной функции R(τ), где τ - текущая временная задержка, изменением текущей временной задержки τ обеспечивают получение максимального значения корреляционной функции R(τ), поддерживают ее на максимальном уровне, фиксируют временную задержку τ=τ3, соответствующую максимальному значению корреляционной функции R(τ), и определяют расстояние R между космическим объектом и Землей по формуле:The problem is solved in that a way to prevent threats to the planet by estimating the size of passive space objects larger than ten meters in diameter, rotating during the flight, including, in accordance with the closest analogue, radar sounding of a space object, a periodic sequence of high-resolution nanosecond radio signals of the number N , which corresponds to the number of angles of the object for the period of its rotation, the maximum of the periods of rotation along the axes of the object, which determined by the repeatability of the radar portraits, providing a range resolution equal to one tenth of the minimum size of the object, and repeatedly measure the duration of the radar portrait of the illuminated part of the object, then measure the average radius of the object from the measured values of the duration of the radar portrait by half the average spatial length of the signal of the radar portrait and the linear size of the object at twice the average radius, excellent are separated from the closest analogue by the fact that a probing sequence of high-resolution radio signals of nanosecond duration is passed through an adjustable delay unit, multiplied with a reflected sequence of high-resolution radio signals of nanosecond duration, a low-frequency voltage is proportional to the correlation function R (τ), where τ is the current time delay by changing the current time delay delays τ provide the maximum value of the correlation function R (τ), maintain it at max At the local level, the time delay τ = τ 3 corresponding to the maximum value of the correlation function R (τ) is fixed, and the distance R between the space object and the Earth is determined by the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где с - скорость распространения радиоволн.where c is the propagation velocity of radio waves.

Одновременно зондирующую последовательность высокоразрешающих радиосигналов наносекундной длительности перемножают с отраженной, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное доплеровскому смещению частоты, по величине и знаку которого определяют величину и направление радиальной скорости космического объекта, по измеренным значениям дальности и радиальной скорости оценивают время вероятного столкновения космического объекта с Землей и принимают меры по недопущению этого столкновения.At the same time, the probing sequence of high-resolution nanosecond radio signals is multiplied with the reflected one, a low-frequency voltage is allocated that is proportional to the Doppler frequency offset, the magnitude and sign of which determine the magnitude and direction of the radial velocity of the space object, and the time of the probable collision of the space object with the Earth is estimated from the measured distance and radial velocity take measures to prevent this collision.

Схема формирования радиолокационного портрета космического объекта показана на фиг. 1. Структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ, представлена на фиг. 2.A diagram for generating a radar portrait of a space object is shown in FIG. 1. A block diagram of a device that implements the proposed method is presented in FIG. 2.

Устройство содержит последовательно включенные блок 1 управления, генератор 2 ударного возбуждения, усилитель 3 мощности, дуплексер 4, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной 5 планетного радиолокатора, усилитель 6 высокой частоты, первый перемножитель 9, второй вход которого через блок 8 регулируемой задержки соединен с выходом генератора 2 ударного возбуждения, первый фильтр 10 низких частот и экстремальный регулятор 11, выход которого подключен к второму входу блока 8 регулируемой задержки, к второму выходу которого подключен индикатор 12 дальности. К выходу усилителя 6 высокой частоты последовательно подключены второй перемножитель 13, второй вход которого соединен с выходом генератора 2 ударного возбуждения, второй фильтр 14 нижних частот, измеритель 15 доплеровского смещения частоты и индикатор 16 радиальной скорости.The device comprises serially connected control unit 1, shock excitation generator 2, power amplifier 3, duplexer 4, the input-output of which is connected to the planetary radar transceiver antenna 5, high-frequency amplifier 6, the first multiplier 9, the second input of which is connected through the adjustable delay unit 8 with the output of the generator 2 of the shock excitation, the first low-pass filter 10 and an extreme regulator 11, the output of which is connected to the second input of the adjustable delay unit 8, to the second output of which n LED 12 range. To the output of the high-frequency amplifier 6, a second multiplier 13 is connected in series, the second input of which is connected to the output of the shock excitation generator 2, a second low-pass filter 14, a Doppler frequency displacement meter 15 and a radial speed indicator 16.

Блок 8 регулируемой задержки, первый перемножитель 9, первый фильтр 10 нижних частот и экстремальный регулятор 11 образуют коррелятор 4. Для оценки размеров астероида используются высокоразрешающие сигналы. В радиолокации высокоразрешающими называют сигналы с большой абсолютной шириной спектра Δf и с высокой средней частотой f0, имеющие большую разрешающую способность по дальностиThe adjustable delay unit 8, the first multiplier 9, the first low-pass filter 10 and the extreme regulator 11 form a correlator 4. High-resolution signals are used to estimate the size of the asteroid. In radar, high-resolution signals are those with a large absolute spectral width Δf and a high average frequency f 0 that have a large range resolution

Figure 00000002
Figure 00000002

где с - скорость распространения света,where c is the speed of light propagation,

а - характерные размеры объекта, отражающего сигнал [5].and - the characteristic dimensions of the object reflecting the signal [5].

При этом величина сτи, где τи - длительность сигнала, имеет смысл пространственной длины сигнала.In this case, the quantity cτ and , where τ and is the signal duration, makes sense of the spatial length of the signal.

Эти сигналы позволяют получить радиолокационный портрет объекта отклик X(t) на высокоразрешающий сигнал, который определяется радиальным размером rk освещенной части объекта (фиг. 1). Для радиального размера ≈5 м необходимо обеспечивать разрешающую способность по дальности Δr≈0,5 м, что соответствует длительности импульса (ширина автокорреляционной функции) ≈3,5 нс.These signals make it possible to obtain a radar portrait of the object, the response X (t) to a high-resolution signal, which is determined by the radial size r k of the illuminated part of the object (Fig. 1). For a radial size of ≈5 m, it is necessary to provide a range resolution of Δr≈0.5 m, which corresponds to a pulse duration (width of the autocorrelation function) of ≈3.5 ns.

Известно, что характерной особенностью пассивных космических объектов является их вращение из-за отсутствия сопротивления воздуха [2, 5]. Поверхности объекта, отражающие зондирующий сигнал в процессе радиолокации, меняет свое взаимоположение при вращении астероида. Измеряя длительность

Figure 00000003
радиолокационного портрета X(t) при различных ракурсах, возникающих при вращении, и усредняя результаты измерений, можно довольно точно оценить средний радиус космического объекта (величину
Figure 00000004
)It is known that a characteristic feature of passive space objects is their rotation due to the lack of air resistance [2, 5]. The surface of the object, reflecting the probe signal in the process of radar, changes its position during the rotation of the asteroid. Measuring duration
Figure 00000003
of the radar portrait X (t) at various angles arising during rotation, and averaging the measurement results, it is possible to fairly accurately estimate the average radius of a space object (value
Figure 00000004
)

Figure 00000005
Figure 00000005

где rk - длительность радиолокационного портрета при К-м измерении,where r k is the duration of the radar portrait at the Kth measurement,

N - число измерений,N is the number of measurements

с - скорость распространения света.c is the speed of light propagation.

При периодическом зондировании число N следует выбирать из условияWith periodic sounding, the number N should be selected from the condition

Figure 00000006
Figure 00000006

где Tv - период вращения астероида (10-100 мин), определяемый по повторяемости радиолокационного портрета,where T v - the period of rotation of the asteroid (10-100 min), determined by the repeatability of the radar portrait,

F - частота повторения зондирующего сигнала, выбираемая такимF is the repetition frequency of the probe signal, chosen so

образом, чтобы число измерений составляло величину N>100-1000.so that the number of measurements is N> 100-1000.

При наличии нескольких осей вращения следует учитывать большой из периодов Tv.If there are several axes of rotation, the largest of the periods T v should be taken into account.

Способ предотвращения угрозы для планеты путем оценки размеров пассивных космических объектов состоит в следующем.A way to prevent threats to the planet by estimating the size of passive space objects is as follows.

Производится зондирование космического объекта периодической последовательностью высокоразрешающих радиосигналов наносекундной длительности, обеспечивающих разрешение по дальности одной десятой части минимального размера объекта.A space object is probed with a periodic sequence of high-resolution nanosecond radio signals that provide a range resolution of one tenth of the minimum size of an object.

По команде блока 1 управления генератор 2 ударного возбуждения формирует зондирующий сверхширокополосный сигналAt the command of the control unit 1, the shock excitation generator 2 generates a probe ultra-wideband signal

Figure 00000007
Figure 00000007

который после усиления в усилителе 3 мощности через дуплексер 4 поступает в приемопередающую антенну 5 и излучается ею в направлении космического объекта. По принятой последовательности отраженных сигналов (радиолокационных портретов)which, after amplification in the power amplifier 3, through the duplexer 4 enters the transceiver antenna 5 and is radiated by it in the direction of the space object. According to the received sequence of reflected signals (radar portraits)

Figure 00000008
Figure 00000008

где ±Δωд - доплеровское смещение частоты.where ± Δω d is the Doppler frequency shift.

выбирается число N, определяемое по повторяемости радиолокационных портретов объекта за период его вращения Tv либо за самый большой из периодов при вращении объекта по нескольким осям. При этом производится многократное измерение длительности радиолокационных портретов τк(к=1,2,…,N), освещенной части космического объекта, длительности τк отраженного сигнала радиолокационного портрета освещенной части объекта. Затем измеренные значения τк усредняются по числу измеренийthe number N is selected, which is determined by the repeatability of the radar portraits of the object for the period of its rotation T v or for the largest of the periods when the object rotates along several axes. In this case, a multiple measurement of the duration of the radar portraits τ k (k = 1,2, ..., N), the illuminated part of the space object, the duration τ k the reflected signal of the radar portrait of the illuminated part of the object is performed. Then, the measured values of τ k are averaged over the number of measurements

Figure 00000009
Figure 00000009

и производится оценка среднего радиуса объекта по половине усреднений пространственной длины сигнала радиолокационного портрета

Figure 00000010
≈0,5 с (τк) и линейного размера
Figure 00000011
and the average radius of the object is estimated by half averaging the spatial signal length of the radar portrait
Figure 00000010
≈0.5 s (τ k ) and linear size
Figure 00000011

Зондирующий сверхширокополосный сигнал u3(t) пропускают через блок 8 регулируемой задержки и перемножают с отраженным сигналом u0(t). На выходе перемножителя 9 формируется низкочастотное напряжение, пропорциональное корреляционной функции R(τ), где τ - текущая временная задержка, которое выделяется фильтром 10 нижних частот. Изменением текущей временной задержки τ с помощью экстремального регулятора 11 обеспечивают максимальное значение корреляционной функции R(τ) и поддерживают ее на максимальном уровне. Фиксируют временную задержку τ=τ3, соответствующую максимальному значению корреляционной функции R(x), и определяют расстояние до космического объектаThe probe ultra-wideband signal u 3 (t) is passed through the adjustable delay unit 8 and multiplied with the reflected signal u 0 (t). At the output of the multiplier 9, a low-frequency voltage is generated proportional to the correlation function R (τ), where τ is the current time delay, which is allocated by the low-pass filter 10. By changing the current time delay τ using the extreme controller 11 provide the maximum value of the correlation function R (τ) and maintain it at the maximum level. The time delay τ = τ 3 corresponding to the maximum value of the correlation function R (x) is fixed, and the distance to the space object is determined

Figure 00000012
Figure 00000012

где с - скорость распространения радиосигнала.where c is the propagation speed of the radio signal.

Индикатор 12 дальности, связанный со шкалой блока 8 регулируемой задержки, фиксирует расстояние R от космического объекта до Земли. На выходе перемножителя 13 образуется низкочастотное напряжениеThe range indicator 12, associated with the scale of the adjustable delay unit 8, captures the distance R from the space object to the Earth. At the output of the multiplier 13, a low-frequency voltage is formed

Figure 00000013
Figure 00000013

где

Figure 00000014
Where
Figure 00000014

ϕд30,ϕ d = ϕ 30 ,

которое выделяется фильтром 14 низких частот и подается на вход измерителя 15 доплеровского смещения. Величина и знак доплеровского смещения ±Δωд свидетельствуют о величине и направлении радиальной скорости космического объекта, которые фиксируются индикатором 16. Измерив значения дальности R и радиальной скорости V1 космического объекта, можно оценить время вероятного столкновения космического объекта с Землей и принять соответствующие меры по недопущению этого события.which is allocated by the low-pass filter 14 and is fed to the input of the Doppler shift meter 15. The magnitude and sign of the Doppler shift ± Δω d indicate the magnitude and direction of the radial velocity of the space object, which are recorded by indicator 16. By measuring the range R and the radial velocity V 1 of the space object, we can estimate the time of the probable collision of the space object with the Earth and take appropriate measures to prevent this event.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает повышение эффективности космической защиты Земли от крупных метеоритов и астероидов (размерами более десяти метров). Это достигается не только оценкой размеров пассивных космических объектов, но и определением расстояния между космическим объектом и Землей, радиальной скорости сближения космического объекта с Землей и вероятного времени их столкновения.Thus, the proposed method, in comparison with the prototype and other technical solutions of a similar purpose, provides an increase in the effectiveness of the Earth’s space protection from large meteorites and asteroids (with dimensions of more than ten meters). This is achieved not only by estimating the size of passive space objects, but also by determining the distance between the space object and the Earth, the radial velocity of the space object approaching the Earth, and the probable time of their collision.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2.302.605 (РФ). Способ отражения атаки из космоса. / Болотин Н.Б. Опубл. 10.07.2007.1. RF patent №2.302.605 (RF). A way to repel an attack from space. / Bolotin N.B. Publ. 07/10/2007.

2. Астероидно-кометная опасность: вчера, сегодня, завтра. / Под ред. Б.М. Шустова, Л.В. Рыхловой. - М: ФИЗМАТЛИТ. 2010. - 384 с.2. Asteroid-comet hazard: yesterday, today, tomorrow. / Ed. B.M. Shustova, L.V. Rykhlova. - M: FIZMATLIT. 2010 .-- 384 p.

3. Патент РФ №2.059.280. Способ определения геометрических характеристик объекта многоапертурной оптической системы. / Бакут П.А., Плотников И.П., Рожков И.А., Ряхин А.Д., Свиридов К.Н. Опубл. 27.04.1996 г.3. RF patent №2.059.280. A method for determining the geometric characteristics of an object of a multi-aperture optical system. / Bakut P.A., Plotnikov I.P., Rozhkov I.A., Ryakhin A.D., Sviridov K.N. Publ. 04/27/1996

4. Патент РФ №2.175.139. Способ радиолокации пассивных космических объектов. / Атанашев А.Б., Землянов А.Б., Атанашев Д.А., Бойков К.Б., Докукин В.Ф. Опубл. 20.10.2001.4. RF patent No. 2.175.139. The radar method of passive space objects. / Atanashev A.B., Zemlyanov A.B., Atanashev D.A., Boykov K.B., Dokukin V.F. Publ. 10/20/2001.

5. Лазоренко О.В., Черногор Л.Ф. Сверхширокополосные сигналы и физические процессы. Основные понятия, модели и методы описания // Радиофизика и радиоастрономия. 2008, т. 13, №2. - С. 166-194.5. Lazorenko OV, Chernogor L. F. Ultra-wideband signals and physical processes. Basic concepts, models, and description methods // Radiophysics and Radio Astronomy. 2008, t. 13, No. 2. - S. 166-194.

Claims (3)

Способ предотвращения угрозы для планеты путем оценки размеров пассивных космических объектов размером более десяти метров в диаметре, вращающихся в процессе полета, включающий радиолокационное зондирование космического объекта периодической последовательностью высокоразрешающих радиосигналов наносекундной длительности числом N, которое соответствует числу ракурсов объекта за период его вращения, максимальный из периодов вращения по осям объекта, который определяют по повторяемости радиолокационных портретов, обеспечивающих разрешение по дальности, равное одной десятой части максимального размера объекта, причем производят многократное измерение длительности радиолокационного портрета освещенной части объекта, затем по измеренным значениям длительности радиолокационного портрета производят оценку среднего радиуса объекта по половине усредненной пространственной длины сигнала радиолокационного портрета и линейного размера объекта по удвоенной величине среднего радиуса, отличающийся тем, что зондирующую последовательность высокоразрешающих радиосигналов наносекундной длительности пропускают через блок регулируемой задержки, перемножают с отраженной последовательностью высокоразрешающих радиосигналов наносекундной длительности, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное корреляционной функции R(τ), где τ - текущая временная задержка, изменением текущей временной задержки обеспечивают получение максимального значения корреляционной функции R(τ), поддерживают ее на максимальном уровне, фиксируют временную задержку τ=τз, соответствующую максимальному значению корреляционной функции R(τ), и определяют расстояние R между космическим объектом и Землей по формуле
Figure 00000015
A way to prevent a threat to the planet by assessing the size of passive space objects larger than ten meters in diameter, rotating during the flight, including radar sounding of a space object by a periodic sequence of high-resolution nanosecond radio signals of the number N, which corresponds to the number of camera angles for the period of its rotation, the maximum of the periods rotation along the axes of the object, which is determined by the repeatability of radar portraits providing range resolution equal to one tenth of the maximum size of the object, moreover, multiple measurements of the duration of the radar portrait of the illuminated part of the object are performed, then, according to the measured values of the duration of the radar portrait, the average radius of the object is estimated by half the average spatial length of the signal of the radar portrait and the linear size of the object by twice medium radius, characterized in that the probing sequence of high-resolution radio signals of nanosecond-duration pulses is passed through an adjustable delay unit, multiplied with a reflected sequence of high-resolution nanosecond-duration radio signals, a low-frequency voltage is proportional to the correlation function R (τ), where τ is the current time delay, by changing the current time delay, the maximum value of the correlation function R (τ ), maintain it at the maximum level, fix the time delay τ = τ s corresponding to the maximum value of function R (τ), and determine the distance R between the space object and the Earth by the formula
Figure 00000015
где с - скорость распространения радиоволн,where c is the propagation velocity of radio waves, одновременно зондирующую последовательность высокоразрешающих радиосигналов наносекундной длительности перемножают с отраженной, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное доплеровскому смещению частоты, по величине и знаку которого определяют величину и направление радиальной скорости космического объекта, по измеренным значениям дальности и радиальной скорости оценивают время вероятного столкновения космического объекта с Землей и принимают меры по недопущению этого столкновения.at the same time, the probing sequence of high-resolution nanosecond radio signals is multiplied with the reflected one, a low-frequency voltage is proportional to the Doppler frequency offset, the magnitude and sign of which determine the magnitude and direction of the radial velocity of the space object, and the time of the probable collision of the space object with the Earth is estimated from the measured values of the distance and radial velocity take measures to prevent this collision.
RU2016119452A 2016-05-19 2016-05-19 Method of preventing threat to planet by estimating dimensions of passive space objects RU2634453C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016119452A RU2634453C1 (en) 2016-05-19 2016-05-19 Method of preventing threat to planet by estimating dimensions of passive space objects

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016119452A RU2634453C1 (en) 2016-05-19 2016-05-19 Method of preventing threat to planet by estimating dimensions of passive space objects

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2634453C1 true RU2634453C1 (en) 2017-10-30

Family

ID=60263533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016119452A RU2634453C1 (en) 2016-05-19 2016-05-19 Method of preventing threat to planet by estimating dimensions of passive space objects

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2634453C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115575916A (en) * 2022-10-21 2023-01-06 平湖空间感知实验室科技有限公司 Method and system for screening detection targets of ground-near asteroid foundation radar and electronic equipment

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5433203A (en) * 1993-07-22 1995-07-18 Aloka Co., Ltd. Bone assessment apparatus and method
RU2175139C1 (en) * 2000-05-17 2001-10-20 Балтийский государственный технический университет "Военмех" им. Д.Ф. Устинова Method of radio location of passive space objects
RU2451953C1 (en) * 2010-12-30 2012-05-27 Открытое акционерное общество "Авангард" Mine detector
RU2527252C1 (en) * 2013-06-07 2014-08-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный университет" Method of averting threat to planet by estimating dimensions of passive space objects

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5433203A (en) * 1993-07-22 1995-07-18 Aloka Co., Ltd. Bone assessment apparatus and method
RU2175139C1 (en) * 2000-05-17 2001-10-20 Балтийский государственный технический университет "Военмех" им. Д.Ф. Устинова Method of radio location of passive space objects
RU2451953C1 (en) * 2010-12-30 2012-05-27 Открытое акционерное общество "Авангард" Mine detector
RU2527252C1 (en) * 2013-06-07 2014-08-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный университет" Method of averting threat to planet by estimating dimensions of passive space objects

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115575916A (en) * 2022-10-21 2023-01-06 平湖空间感知实验室科技有限公司 Method and system for screening detection targets of ground-near asteroid foundation radar and electronic equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chan et al. Binary neutron star mergers and third generation detectors: Localization and early warning
CN100454038C (en) Atmospheric turbulance detection laser rader using position-sensitive detector
Nishizawa et al. Tracing the redshift evolution of Hubble parameter with gravitational-wave standard sirens
US9476700B2 (en) Phase resolved shearography for remote sensing
CN105891841A (en) Vehicle laser radar distance and velocity measurement method
US8307694B1 (en) Hypervelocity impact detection method and system for determining impact location in a detection surface
Barbaresco et al. Monitoring wind, turbulence and aircraft wake vortices by high resolution RADAR and LIDAR remote sensors in all weather conditions
Zakharchenko et al. Estimate of sizes of small asteroids (cosmic bodies) by the method of stroboscopic radiolocation
CN102721824A (en) Method and device for measuring particle velocity with low velocity and high acceleration characteristics
RU2634453C1 (en) Method of preventing threat to planet by estimating dimensions of passive space objects
US9709667B2 (en) Timing validation for data fusion
RU2540982C1 (en) Method of determining coordinates of targets (versions) and system therefor (versions)
Lu et al. Detection of shock and detonation wave propagation by cross correlation
RU2527252C1 (en) Method of averting threat to planet by estimating dimensions of passive space objects
Weiler Bias correction using ground echoes for the airborne demonstrator of the wind lidar on the ADM-Aeolus mission
RU2538105C2 (en) Method of determining coordinates of targets and system therefor
Bengalskii et al. Effect of strong local stretching of sensing fibre on the operation of a phase-sensitive optical time-domain reflectometer
RU2439519C1 (en) Method of defining of points of fluid of gas leaks from buried pipeline and device to this effect
Buttler et al. Optical velocimetry
Pochanin et al. GPR for pavement monitoring
Rogers et al. Measurements and simulation of ionospheric scattering on VHF and UHF radar signals: Channel scattering function
RU2632564C1 (en) Method of detecting and identifying explosives and narcotic substances and device for its implementation
RU2626016C1 (en) Method of determining the location of short-pulse altitude source of x-ray radiation by means of cosmic basis
Nishizawa et al. Gravitational-wave standard siren without redshift identification
Barnhart Design and Development of a Coherent Detection Rayleigh Doppler Lidar System for Use as an Alternative Velocimetry Technique in Wind Tunnels