RU2750228C1 - Method for determining orthogonal components of velocity vector and method for determining space vehicle coordinates using earth stations - Google Patents

Method for determining orthogonal components of velocity vector and method for determining space vehicle coordinates using earth stations Download PDF

Info

Publication number
RU2750228C1
RU2750228C1 RU2020136699A RU2020136699A RU2750228C1 RU 2750228 C1 RU2750228 C1 RU 2750228C1 RU 2020136699 A RU2020136699 A RU 2020136699A RU 2020136699 A RU2020136699 A RU 2020136699A RU 2750228 C1 RU2750228 C1 RU 2750228C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spacecraft
coordinates
main
nrts
adjacent
Prior art date
Application number
RU2020136699A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Николаевич Агиевич
Владислав Викторович Андросов
Роман Петрович Калуцкий
Владимир Евгеньевич Коновалов
Сергей Александрович Луценко
Владимир Витальевич Севидов
Владислав Евгеньевич Харченко
Original Assignee
федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации
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 казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2020136699A priority Critical patent/RU2750228C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2750228C1 publication Critical patent/RU2750228C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G3/00Observing or tracking cosmonautic vehicles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/24Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for cosmonautical navigation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S13/00Systems 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
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/03Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/46Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations

Abstract

FIELD: cosmonautics.SUBSTANCE: inventions group relates to the field of cosmonautics, namely to the technique of performing trajectory measurements, determining the coordinates and orthogonal components of the spacecraft velocity vector, and can be used on ground and onboard spacecraft flight control systems to accurately determine the current parameters of the spacecraft movement. The method for determining the velocity vector of the main spacecraftincludes: measuring in the ground radio technical station (GRTS) K values of the nominal frequenciesof the received radio signals of n-th earth stations (3C) Inafter their retransmission by the main S1and adjacent S1spacecraft, respectively, calculation of the coordinates of the main spacecraft х1, у1, z1, calculation of the orthogonal components of the velocity vector of the main spacecraftThe method for determining the coordinates of the main spacecraft х1, у1, z1includes: measuring in the GRTS K for each n-th 3C Invalues of the time delays Δtnbetween the received radio signals after their retransmission by the main S1and adjacent spacecraft S2, respectively, calculating the coordinates of the main spacecraft x1, y1, z1.EFFECT: increases accuracy of determining the coordinates and orthogonal components of the spacecraft velocity vector.4 cl, 7 dwg, 2 ex

Description

Заявленные объекты объединены единым изобретательским замыслом и заявленный способ определения координат космического аппарата (КА) с использованием земных станций (ЗС) предназначен для реализации способа определения ортогональных составляющих вектора скорости КА с использованием ЗС.The claimed objects are united by a single inventive concept and the claimed method for determining the coordinates of a spacecraft (SC) using earth stations (ES) is intended to implement a method for determining the orthogonal components of the spacecraft velocity vector using ES.

Изобретения относятся к области космонавтики, а именно к технике выполнения траекторных измерений и определения параметров орбиты КА, и может быть использовано на наземных и бортовых комплексах управления полетом КА для точного определения текущих параметров движения КА.The inventions relate to the field of cosmonautics, namely, to the technique of performing trajectory measurements and determining the parameters of the spacecraft orbit, and can be used on ground and on-board spacecraft flight control systems to accurately determine the current parameters of spacecraft motion.

Известен способ определения ортогональных составляющих вектора скорости КА [1]. Для реализации данного способа последовательно выполняют следующие этапы:A known method for determining the orthogonal components of the spacecraft velocity vector [1]. To implement this method, the following steps are sequentially performed:

размещают на позициях с известными координатами НРТС и не мене трех ПОРС;placed at positions with known coordinates of the NRTS and at least three PORS;

принимают и записывают радиосигналы КА совместно с метками времени с помощью НРТС и указанных ПОРС в момент времени t0;receive and record the spacecraft radio signals together with time stamps using the NRTS and the indicated PORS at time t 0 ;

передают из каждой ПОРС в НРТС записанные радиосигналы КА совместно с метками времени;the recorded radio signals of the spacecraft together with time stamps are transmitted from each PORS to the NRTS;

с помощью корреляционной обработки измеряют значения частотных сдвигов между радиосигналами, записанными НРТС и каждой из ПОРС;using correlation processing measure the values of frequency shifts between the radio signals recorded by the NRTS and each of the PORS;

рассчитывают разности радиальных скоростей КА относительно НРТС и каждой из ПОРС;calculate the difference between the radial velocities of the spacecraft relative to the NRTS and each of the POR;

вычисляют составляющие вектора скорости КА используя указанные разности радиальных скоростей.calculate the components of the spacecraft velocity vector using the indicated differences in radial velocities.

К недостаткам способа [1] относят:The disadvantages of the method [1] include:

длительное время определения ортогональных составляющих вектора скорости КА, обусловленное необходимостью размещать на позициях с известными координатами не менее трех ПОРС;long time for determining the orthogonal components of the spacecraft velocity vector, due to the need to place at least three PORS at positions with known coordinates;

относительно-невысокую точность определения ортогональных составляющих вектора скорости КА, обусловленную необходимостью синхронной записи радиосигналов КА с помощью НРТС и не менее трех ПОРС.the relatively low accuracy of determining the orthogonal components of the spacecraft velocity vector, due to the need for synchronous recording of spacecraft radio signals using the NRTS and at least three PORS.

Известен способ определения ортогональных составляющих вектора скорости КА [2]. Для реализации данного способа последовательно выполняют следующие этапы:A known method for determining the orthogonal components of the spacecraft velocity vector [2]. To implement this method, the following steps are sequentially performed:

размещают на позициях с известными координатами НРТС и не мене двух ППОРС;placed at positions with known coordinates of the NRTS and at least two PPORs;

в момент времени t0 синхронно излучают тестовые радиосигналы с помощью НРТС и указанных ППОРС;at time t 0, test radio signals are synchronously emitted with the help of the NRTS and the specified PPORs;

принимают и записывают тестовые радиосигналы после их ретрансляции КА с помощью НРТС и указанных ППОРС;receive and record test radio signals after their retransmission by the spacecraft using the NRTS and the specified PPORs;

с помощью корреляционной обработки измеряют значения частотных сдвигов между переданными и принятыми радиосигналами для НРТС и каждой из ППОРС;using correlation processing measure the values of frequency shifts between the transmitted and received radio signals for the NRTS and each of the PPORS;

рассчитывают радиальные скорости КА относительно НРТС и каждой из ППОРС;calculate the radial speeds of the spacecraft relative to the NRTS and each of the PPORs;

передают из каждой ППОРС в НРТС рассчитанное значение радиальной скорости;the calculated value of the radial velocity is transmitted from each PPORS to the NRTS;

вычисляют ортогональные составляющие вектора скорости КА используя рассчитанные радиальные скорости.calculate the orthogonal components of the spacecraft velocity vector using the calculated radial velocities.

К недостаткам способа [2] относят:The disadvantages of the method [2] include:

длительное время определения ортогональных составляющих вектора скорости КА, обусловленное необходимостью размещать на позициях с известными координатами не менее двух ППОРС;a long time for determining the orthogonal components of the spacecraft velocity vector, due to the need to place at least two PPORs at positions with known coordinates;

относительно-невысокую точность определения ортогональных составляющих вектора скорости КА, обусловленную необходимостью синхронной излучения и записи тестовых радиосигналов КА с помощью НРТС и не менее двух ППОРС.the relatively low accuracy of determining the orthogonal components of the spacecraft velocity vector, due to the need for synchronous radiation and recording of test radio signals of the spacecraft using the NRTS and at least two PPORs.

Из известных способов наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемого способа по технической сущности является способ определения ортогональных составляющих вектора скорости КА [3]. Для реализации данного способа последовательно выполняют следующие этапы:Of the known methods, the closest analogue (prototype) of the proposed method in technical essence is a method for determining the orthogonal components of the spacecraft velocity vector [3]. To implement this method, the following steps are sequentially performed:

размещают на позициях с известными координатами наземную радиотехническую станцию (НРТС) и не мене двух излучающих опорных реперных станций (ИОРС);a ground radio technical station (NRTS) and at least two emitting reference reference stations (IORS) are placed at positions with known coordinates;

в момент времени t0 синхронно излучают тестовые радиосигналы с помощью НРТС и указанных ИОРС;at time t 0, test radio signals are synchronously emitted with the help of NRTS and said IORS;

принимают и записывают тестовые радиосигналы после их ретрансляции КА с помощью НРТС;receive and record test radio signals after their retransmission by the spacecraft using the NRTS;

с помощью корреляционной обработки измеряют значения частотных сдвигов между переданными и принятыми радиосигналами для НРТС и каждой из ИОРС;using correlation processing measure the values of frequency shifts between the transmitted and received radio signals for the NRTS and each of the IORS;

рассчитывают суммы радиальных скоростей КА относительно НРТС и каждой из ИОРС;calculate the sum of the radial velocities of the spacecraft relative to the NRTS and each of the IORS;

вычисляют составляющие вектора скорости КА используя указанные суммы радиальных скоростей.calculate the components of the spacecraft velocity vector using the indicated sums of radial velocities.

Недостатками способа прототипа [3] являются:The disadvantages of the prototype method [3] are:

длительное время определения ортогональных составляющих вектора скорости КА, обусловленное необходимостью размещать на позициях с известными координатами не менее двух ИОРС;long time for determining the orthogonal components of the spacecraft velocity vector, due to the need to place at least two IORS at positions with known coordinates;

относительно-невысокая точность определения ортогональных составляющих вектора скорости КА обусловленная необходимостью синхронной излучения тестовых радиосигналов с помощью НРТС и не менее двух ИОРС.relatively low accuracy of determining the orthogonal components of the spacecraft velocity vector due to the need for synchronous emission of test radio signals using the NRTS and at least two IORS.

Известен способ определения координат КА [1]. Для реализации данного способа последовательно выполняют следующие этапы:A known method for determining the coordinates of the spacecraft [1]. To implement this method, the following steps are sequentially performed:

размещают на позициях с известными координатами наземную радиотехническую станцию (НРТС) и не менее трех приемных опорных реперных станций (ПОРС);a ground radio technical station (NRTS) and at least three receiving reference reference stations (PRS) are placed at positions with known coordinates;

принимают и записывают радиосигналы КА совместно с метками времени с помощью НРТС и указанных ПОРС в момент времени t0;receive and record the spacecraft radio signals together with time stamps using the NRTS and the indicated PORS at time t 0 ;

передают из каждой ПОРС в НРТС записанные радиосигналы КА совместно с метками времени;the recorded radio signals of the spacecraft together with time stamps are transmitted from each PORS to the NRTS;

с помощью корреляционной обработки измеряют значения взаимных временных задержек между радиосигналами, записанными НРТС и каждой из ПОРС;using correlation processing, measure the values of the mutual time delays between the radio signals recorded by the NRTS and each of the PORS;

вычисляют координаты КА используя указанные разности дальностей.the spacecraft coordinates are calculated using the indicated range differences.

К недостаткам способа [1] относят:The disadvantages of the method [1] include:

длительное время определения координат КА, обусловленное необходимостью размещать на позициях с известными координатами не менее трех ПОРС;long time for determining the coordinates of the spacecraft, due to the need to place at least three PORS at positions with known coordinates;

относительно-невысокую точность определения координат КА, обусловленную необходимостью синхронной записи радиосигналов КА с помощью НРТС и не менее трех ПОРС.relatively low accuracy in determining the coordinates of the spacecraft, due to the need for synchronous recording of spacecraft radio signals using the NRTS and at least three PORS.

Известен способ определения координат КА [2]. Для реализации данного способа последовательно выполняют следующие этапы:A known method for determining the coordinates of the spacecraft [2]. To implement this method, the following steps are sequentially performed:

размещают на позициях с известными координатами НРТС и не мене двух приемо-передающих опорных реперных станций (ППОРС);they are placed at positions with known coordinates of the NRTS and at least two receiving and transmitting reference reference stations (PPORS);

в момент времени t0 синхронно излучают тестовые радиосигналы с помощью НРТС и указанных ППОРС;at time t 0, test radio signals are synchronously emitted with the help of the NRTS and the specified PPORs;

принимают и записывают тестовые радиосигналы после их ретрансляции КА с помощью НРТС и указанных ППОРС;receive and record test radio signals after their retransmission by the spacecraft using the NRTS and the specified PPORs;

с помощью корреляционной обработки измеряют значения взаимных временных задержек между переданными и принятыми радиосигналами для НРТС и каждой из ППОРС;using correlation processing, measure the values of the mutual time delays between the transmitted and received radio signals for the NRTS and each of the PPOR;

рассчитывают дальности от КА до НРТС и каждой из ППОРС;the distances from the spacecraft to the NRTS and each of the PPORs are calculated;

передают из каждой ППОРС в НРТС рассчитанное значение дальности;the calculated value of the range is transmitted from each PPORS to the NRTS;

вычисляют координаты КА используя рассчитанные дальности.calculate the coordinates of the spacecraft using the calculated ranges.

К недостаткам способа [2] относят:The disadvantages of the method [2] include:

длительное время определения координат КА, обусловленное необходимостью размещать на позициях с известными координатами не менее двух ППОРС;a long time for determining the coordinates of the spacecraft, due to the need to place at least two PPORs at positions with known coordinates;

относительно-невысокую точность определения координат КА, обусловленную необходимостью синхронной излучения и записи тестовых радиосигналов КА с помощью НРТС и не менее двух ППОРС.the relatively low accuracy of determining the coordinates of the spacecraft, due to the need for synchronous radiation and recording of test radio signals of the spacecraft using the NRTS and at least two PPORs.

Из известных способов наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемого способа по технической сущности является способ определения координат КА [3]. Для реализации данного способа последовательно выполняют следующие этапы:Of the known methods, the closest analogue (prototype) of the proposed method in technical essence is the method for determining the coordinates of the spacecraft [3]. To implement this method, the following steps are sequentially performed:

размещают на позициях с известными координатами НРТС и не мене двух излучающих опорных реперных станций (ИОРС);placed at positions with known coordinates of the NRTS and at least two emitting reference reference stations (IORS);

в момент времени t0 синхронно излучают тестовые радиосигналы с помощью НРТС и указанных ИОРС;at time t 0, test radio signals are synchronously emitted with the help of NRTS and said IORS;

принимают и записывают тестовые радиосигналы после их ретрансляции КА с помощью НРТС;receive and record test radio signals after their retransmission by the spacecraft using the NRTS;

с помощью корреляционной обработки измеряют значения взаимных временных задержек между переданными и принятыми радиосигналами для НРТС и каждой из ИОРС;using correlation processing measure the values of the mutual time delays between the transmitted and received radio signals for the NRTS and each of the IORS;

рассчитывают суммы дальностей от КА до НРТС и каждой из ИОРС;the sums of the ranges from the spacecraft to the NRTS and each of the IORS are calculated;

вычисляют координаты КА используя указанные суммы дальностей.calculate the coordinates of the spacecraft using the indicated sums of ranges.

Недостатками способа прототипа [3] являются:The disadvantages of the prototype method [3] are:

длительное время определения координат КА, обусловленное необходимостью размещать на позициях с известными координатами не менее двух ИОРС;long time for determining the coordinates of the spacecraft, due to the need to place at least two IORS at positions with known coordinates;

относительно-невысокая точность определения координат КА обусловленная необходимостью синхронного излучения тестовых радиосигналов с помощью НРТС и не менее двух ИОРС.relatively low accuracy in determining the coordinates of the spacecraft due to the need for synchronous emission of test radio signals using the NRTS and at least two IORS.

Целью заявляемых технических решений является сокращение временных затрат на определение координат и ортогональных составляющих вектора скорости КА и повышение точности определения координат и ортогональных составляющих вектора скорости КА.The aim of the proposed technical solutions is to reduce the time spent on determining the coordinates and orthogonal components of the spacecraft velocity vector and to improve the accuracy of determining the coordinates and orthogonal components of the spacecraft velocity vector.

Поставленная цель в заявленном способе определения ортогональных составляющих вектора скорости КА с использованием ЗС достигается тем, что в известном способе определения ортогональных составляющих вектора скорости КА (по патенту №2652603) включающим: размещение НРТС K на позиции с известными координатами xK, yK, zK, прием в момент времени t0 с помощью НРТС K радиосигналов, переданных опорными реперными станциями (ОРС) и ретранслированных основным КА S1, вычисление координат х1, у1, z1 основного КА S1 в момент времени t0, расчет ортогональных составляющих вектора скорости основного КА

Figure 00000001
в момент времени t0 на основе частотных сдвигов радиосигналов, известных координат НРСТ и ОРС, предварительно заданной частоте сдвига рабочей частоты основного
Figure 00000002
а также вычисленных координат основного КА x1, y1, z1, дополнительно выбирают смежный КА S2 с известными значениями координат х2, y2, z2, и ортогональных составляющих вектора скорости
Figure 00000003
в момент времени t0 и заданной частотой сдвига
Figure 00000004
рабочей частоты, а в качестве ОРС используют выбранные ЗС In, размещенные на земной поверхности на позициях с известными координатами
Figure 00000005
где n=1…N-номер 3C, N≥3.The stated goal in the claimed method for determining the orthogonal components of the spacecraft velocity vector using the ZS is achieved by the fact that in the known method for determining the orthogonal components of the spacecraft velocity vector (according to patent No. 2652603) including: placing the NRTS K at a position with known coordinates x K , y K , z K , reception at time t 0 by means of NRTS K radio signals transmitted by reference reference stations (OPC) and relayed by the main spacecraft S 1 , calculation of coordinates x 1 , y 1 , z 1 of the main spacecraft S 1 at time t 0 , calculation of orthogonal components of the velocity vector of the main spacecraft
Figure 00000001
at time t 0 based on the frequency shifts of the radio signals, the known coordinates of the NRST and OPC, the preset frequency of the shift of the operating frequency of the main
Figure 00000002
as well as the calculated coordinates of the main spacecraft x 1 , y 1 , z 1 , additionally select the adjacent spacecraft S 2 with known values of coordinates x 2 , y 2 , z 2 , and orthogonal components of the velocity vector
Figure 00000003
at time t 0 and a given shift frequency
Figure 00000004
operating frequency, and the selected ES I n are used as the OPC, located on the earth's surface at positions with known coordinates
Figure 00000005
where n = 1 ... N-number 3C, N≥3.

Вычисляют координаты основного КА x1, y1, z1.Calculate the coordinates of the main spacecraft x 1 , y 1 , z 1 .

Для каждой n-й ЗС In измеряют в НРТС K за счет корреляционной обработки радиосигналов значения номиналов частот

Figure 00000006
и
Figure 00000007
принятых радиосигналов после их ретрансляции основным КА S1 и смежным КА S2 соответственно. На основе известных координат НРТС xK, yK, zK, координат x2, y2, z2 и ортогональных составляющих вектора скорости
Figure 00000008
смежного КА S2 в момент времени t0, координат не менее трех ЗС
Figure 00000009
рассчитывают значения радиальных скоростей
Figure 00000010
смежного КА S2 относительно каждой из n-й ЗС In и НРТС K соответственно.For each n-th ЗС I n is measured in NRTS K due to correlation processing of radio signals the values of the nominal frequencies
Figure 00000006
and
Figure 00000007
the received radio signals after their retransmission by the main spacecraft S 1 and the adjacent spacecraft S 2, respectively. Based on the known coordinates of the NRTS x K , y K , z K , coordinates x 2 , y 2 , z 2 and orthogonal components of the velocity vector
Figure 00000008
adjacent spacecraft S 2 at time t 0 , coordinates of at least three ES
Figure 00000009
calculate the values of radial velocities
Figure 00000010
adjacent spacecraft S 2 relative to each of the n-th ES I n and NRTS K, respectively.

Используя измеренные значения номиналов частот

Figure 00000011
принятых радиосигналов n-х ЗС после их ретрансляции смежным КА S2, рассчитанные доплеровские сдвиги частот на входе
Figure 00000012
и на выходе
Figure 00000013
смежного КА S2 за счет его сближения или удаления с или от n-й ЗС In и НРТС K, заданную частоту сдвига рабочей частоты смежного КА
Figure 00000014
вычисляют значения номиналов частот излучаемых каждой n-й ЗС fn.Using the measured values of the nominal frequencies
Figure 00000011
of the received radio signals of the n-th ES after their retransmission by the adjacent spacecraft S 2 , the calculated Doppler frequency shifts at the input
Figure 00000012
and at the exit
Figure 00000013
adjacent spacecraft S 2 due to its approach or removal from or from the n-th ES I n and NRTS K, the given frequency of the shift of the operating frequency of the adjacent spacecraft
Figure 00000014
calculate the values of the nominal frequencies emitted by each n-th ES f n .

На основе известных координат НРТС xK, yK, zK, координат ЗС

Figure 00000015
и вычисленных координат основного КА х1, y1, z1 в момент времени t0 рассчитывают расстояния
Figure 00000016
от и n-х ЗС In и НРТС K до основного КА S1.Based on the known coordinates of the NRTS x K , y K , z K , the coordinates of the ZS
Figure 00000015
and the calculated coordinates of the main spacecraft x 1 , y 1 , z 1 at time t 0, the distances are calculated
Figure 00000016
from and n-x ZS I n and NRTS K to the main spacecraft S 1 .

Вычисляют ортогональные составляющие вектора скорости основного КА

Figure 00000017
по известным координатам НРТС xK, yK, zK, координатам ЗС
Figure 00000018
и координатам смежного КА х2, у2, z2, известным ортогональным составляющим вектора скорости смежного КА
Figure 00000019
заданной частоте сдвига рабочей частоты основного КА
Figure 00000020
рассчитанным значениям номиналов частот излучаемых каждой n-й ЗС fn, расстояниям
Figure 00000021
от и n-х ЗС In и НРТС K до основного КА.Calculate the orthogonal components of the velocity vector of the main spacecraft
Figure 00000017
by the known coordinates of the NRTS x K , y K , z K , the coordinates of the ZS
Figure 00000018
and the coordinates of the adjacent spacecraft x 2 , y 2 , z 2 , the known orthogonal components of the velocity vector of the adjacent spacecraft
Figure 00000019
the given frequency of the shift of the operating frequency of the main spacecraft
Figure 00000020
the calculated values of the nominal frequencies emitted by each n-th ES f n , distances
Figure 00000021
from and n-x ЗС I n and НРТС K to the main spacecraft.

Смежный КА S2 выбирают так, чтобы его диапазон частот на линии "вверх"

Figure 00000022
имел одинаковые участки с диапазоном частот на линии "вверх" основного КА
Figure 00000023
а зона покрытия смежного КА Ω2 пересекалась с зоной покрытия основного КА Ω1.The adjacent spacecraft S 2 is selected so that its frequency range on the "up" link
Figure 00000022
had the same sections with the frequency range on the "up" line of the main spacecraft
Figure 00000023
and the coverage area of the adjacent spacecraft Ω 2 intersected with the coverage area of the main spacecraft Ω 1 .

ЗС In выбирают такие, значения номиналов излучаемых частот fn которых входят в диапазоны частот на линии "вверх" основного КА

Figure 00000024
и смежного КА
Figure 00000025
Каждая ЗС In находится в зонах покрытия как основного КА Ω1, так и смежного КА Ω2, при этом взаимные расстояния
Figure 00000026
между n-й и m-й ЗС, где m=1…N, m≠n максимальны.ЗС I n are chosen such that the values of the nominal values of the radiated frequencies f n are included in the frequency ranges on the "up" line of the main spacecraft
Figure 00000024
and adjacent spacecraft
Figure 00000025
Each ES I n is located in the coverage areas of both the main spacecraft Ω 1 and the adjacent spacecraft Ω 2 , while the mutual distances
Figure 00000026
between the n-th and m-th ES, where m = 1… N, m ≠ n are maximum.

Благодаря перечисленной новой совокупности существенных признаков, за счет использования НРТС K на позиции с известными координатами xK, yK, zK, смежного КА S2 с известными значениями координат х2, y2, z2, и ортогональных составляющих вектора скорости

Figure 00000027
в момент времени t0, а также ЗС In, размещенных на земной поверхности на позициях с известными координатами
Figure 00000028
достигается цель изобретения: снижение времени определения ортогональных составляющих вектора скорости КА, а также повышение точности определения ортогональных составляющих вектора скорости КА.Thanks to the listed new set of essential features, due to the use of NRTS K at a position with known coordinates x K , y K , z K , adjacent spacecraft S 2 with known values of coordinates x 2 , y 2 , z 2 , and orthogonal components of the velocity vector
Figure 00000027
at time t 0 , as well as ZP I n , located on the earth's surface at positions with known coordinates
Figure 00000028
the aim of the invention is achieved: reducing the time of determining the orthogonal components of the spacecraft velocity vector, as well as increasing the accuracy of determining the orthogonal components of the spacecraft's velocity vector.

Поставленная цель в заявленном способе определения координат КА с использованием ЗС достигается тем, что в известном способе определения координат КА (по патенту №2652603) включающим: размещение НРТС K на позиции с известными координатами xK, yK, zK, выбор начальных значений параметров орбиты основного КА S1, прием в момент времени t0 с помощью НРТС K радиосигналов, переданных опорными реперными станциями (ОРС) и ретранслированных основным КА S1, вычисление на основе временных задержек радиосигналов координат основного КА x1, y1, z1 в момент времени t0, дополнительно выбирают смежный КА S2 с известными координатами х2, у2, z2 в момент времени t0, а в качестве ОРС используют выбранные ЗС In,The goal in the claimed method for determining the coordinates of the spacecraft using the ZS is achieved by the fact that in the known method for determining the coordinates of the spacecraft (according to patent No. 2652603) including: placing the NRTS K at a position with known coordinates x K , y K , z K , choosing the initial values of parameters orbit of the main spacecraft S 1 , reception at time t 0 by means of the NRTS K radio signals transmitted by reference reference stations (ORS) and retransmitted by the main spacecraft S 1 , calculation based on the time delays of radio signals of the coordinates of the main spacecraft x 1 , y 1 , z 1 in time t 0 , additionally select the adjacent spacecraft S 2 with known coordinates x 2 , y 2 , z 2 at time t 0 , and the selected SZ I n is used as the OPC,

размещенные на земной поверхности на позициях с известными координатами

Figure 00000029
где n=1…N-номер ЗС, N≥3.placed on the earth's surface at positions with known coordinates
Figure 00000029
where n = 1 ... N-number of the ЗС, N≥3.

Для каждой n-й ЗС In измеряют в НРТС за счет корреляционной обработки радиосигналов значения временной задержки Δtn между принятыми радиосигналами после их ретрансляции основным и смежным КА соответственно.For each n-th ES, I n is measured in the NRTS due to the correlation processing of radio signals, the value of the time delay Δt n between the received radio signals after their retransmission by the main and adjacent spacecraft, respectively.

Рассчитывают N значений длин

Figure 00000030
траекторий
Figure 00000031
на основе известных координат ЗС
Figure 00000032
смежного КА х2, y2, z2 и НРТС xK, yK, zK.Calculate N lengths
Figure 00000030
trajectories
Figure 00000031
based on the known coordinates of the ST
Figure 00000032
adjacent spacecraft x 2 , y 2 , z 2 and NRTS x K , y K , z K.

Используя длины

Figure 00000033
траекторий
Figure 00000034
а также измеренные временные задержки Δtn рассчитывают длины
Figure 00000035
траекторий
Figure 00000036
Using lengths
Figure 00000033
trajectories
Figure 00000034
and also the measured time delays Δt n calculate the lengths
Figure 00000035
trajectories
Figure 00000036

Вычисляют координаты основного КА х1, у1, z1 на основе рассчитанных длин

Figure 00000037
траекторий InS1K, известных координат НРТС xK, yK, zK, ЗС
Figure 00000038
и смежного КА х2, y2, z2.Calculate the coordinates of the main spacecraft x 1 , y 1 , z 1 based on the calculated lengths
Figure 00000037
trajectories I n S 1 K, known coordinates of the NRTS x K , y K , z K , ЗС
Figure 00000038
and adjacent spacecraft x 2 , y 2 , z 2 .

Благодаря перечисленной новой совокупности существенных признаков, за счет использования НРТС K на позиции с известными координатами xK, yK, zK, смежного КА S2 с известными координатами х2, у2, z2, в момент времени t0, а также ЗС In, размещенных на земной поверхности на позициях с известными координатами

Figure 00000038
где n-1…N - номер ЗС, N≥3 достигается цель изобретения: снижение времени определения координат КА, а также повышение точности определения координат КА.Thanks to the listed new set of essential features, due to the use of NRTS K at a position with known coordinates x K , y K , z K , an adjacent spacecraft S 2 with known coordinates x 2 , y 2 , z 2 , at time t 0 , as well as ЗС I n , located on the earth's surface at positions with known coordinates
Figure 00000038
where n-1 ... N is the ZS number, N≥3 the aim of the invention is achieved: reducing the time for determining the coordinates of the spacecraft, as well as increasing the accuracy of determining the coordinates of the spacecraft.

Заявленные изобретения поясняются чертежами, на которых показаны: на фиг. 1 - структурная схема подсистемы определения ортогональных составляющих вектора скорости основного КА с использованием ЗС;The claimed inventions are illustrated by drawings, which show: FIG. 1 is a block diagram of a subsystem for determining the orthogonal components of the velocity vector of the main spacecraft using the ES;

на фиг. 2 - схема алгоритма расчета ортогональных составляющих вектора скорости основного КА с использованием трех ЗС;in fig. 2 is a diagram of an algorithm for calculating the orthogonal components of the velocity vector of the main spacecraft using three ES;

на фиг. 3 - структурная схема подсистемы определения координат основного КА с использованием ЗС;in fig. 3 - block diagram of the subsystem for determining the coordinates of the main spacecraft using the ES;

на фиг. 4 - схема алгоритма расчета координат основного КА с использованием трех ЗС;in fig. 4 is a diagram of the algorithm for calculating the coordinates of the main spacecraft using three ES;

на фиг. 5 - схема выбора ЗС с учетом диапазонов частот на линии "вверх" основного КА и смежного КА, а также номиналов излучаемых частот ЗС;in fig. 5 is a diagram of the ES selection taking into account the frequency ranges on the uplink of the main SC and the adjacent SC, as well as the nominal values of the radiated frequencies of the ES;

на фиг. 6 - схема выбора ЗС с учетом зон покрытия основного и смежного КА;in fig. 6 is a diagram of the ES selection taking into account the coverage areas of the main and adjacent spacecraft;

на фиг. 7 - пример схемы топологии размещения трех ЗС.in fig. 7 is an example of a topology scheme for placing three ES.

Теория полета КА, или, как ее еще называют, астродинамика, небесная механика, космическая баллистика, основана на законах И. Кеплера и законе всемирного тяготения И. Ньютона.The theory of spacecraft flight, or, as it is also called, astrodynamics, celestial mechanics, space ballistics, is based on the laws of I. Kepler and the law of universal gravitation of I. Newton.

В первом приближении движение КА представляется как невозмущенное - такое движение, которое происходило бы только под влиянием силы притяжения Земли по закону Ньютона, т.е. точно соответствует задаче двух тел (Земля - КА) в небесной механике. Это движение называется движением по Кеплеровой орбите, так как подчиняется трем законам Кеплера [4].In the first approximation, the spacecraft motion is presented as unperturbed - such a motion that would occur only under the influence of the Earth's gravitational force according to Newton's law, i.e. exactly corresponds to the problem of two bodies (Earth - SC) in celestial mechanics. This motion is called motion along the Kepler orbit, since it obeys three Kepler's laws [4].

Достоинством Кеплеровой орбиты является простота вычисления координат и вектора скорости КА в прогнозируемый момент времени. Это предопределило широкое использование элементов Кеплеровой орбиты. В настоящем изобретении элементы Кеплеровой орбиты КА выступают в качестве априорных данных об КА. С помощью этих элементов ориентируют приемные антенны НРСТ на КА. Кроме того элементы Кеплеровой орбиты КА служат для устранения двузначности определения координат КА.The advantage of the Kepler orbit is the simplicity of calculating the coordinates and the velocity vector of the spacecraft at the predicted moment in time. This predetermined the widespread use of the elements of the Kepler orbit. In the present invention, the elements of the Kepler orbit of the spacecraft act as a priori data about the spacecraft. With the help of these elements, the receiving antennas of the NRST are oriented to the spacecraft. In addition, the elements of the Kepler orbit of the spacecraft serve to eliminate the ambiguity of determining the coordinates of the spacecraft.

Недостатком Кеплеровой орбиты является относительно низкая точность определения координат и вектора скорости КА, которая недостаточна для выполнения ряда прикладных задач, например, для корректировки движения КА.The disadvantage of the Kepler orbit is the relatively low accuracy of determining the coordinates and the velocity vector of the spacecraft, which is insufficient for performing a number of applied tasks, for example, for correcting the spacecraft motion.

Более точно движение КА описывается с помощью возмущенной орбиты [4, 5], которая задается:More precisely, the spacecraft motion is described using a perturbed orbit [4, 5], which is specified:

каноническими параметрами КА, включающими координаты КА х1, у1, z1 и ортогональные составляющие вектора его скорости

Figure 00000039
в начальный момент времени t0,the canonical parameters of the spacecraft, including the spacecraft coordinates x 1 , y 1 , z 1 and the orthogonal components of the vector of its velocity
Figure 00000039
at the initial moment of time t 0 ,

факторами, приводящими к отклонениям КА от идеальной (Кеплеровой) орбиты и называемыми возмущающими факторами.factors that lead to deviations of the spacecraft from the ideal (Keplerian) orbit and are called perturbing factors.

Например, для геостационарного КА достаточно учитывать только три фактора, приводящих к отклонениям КА от идеальной (Кеплеровой) орбиты - влияние Солнца, Луны и нецентральности гравитационного поля Земли.For example, for a geostationary spacecraft, it is sufficient to take into account only three factors that lead to deviations of the spacecraft from the ideal (Keplerian) orbit - the influence of the Sun, the Moon, and the noncentrality of the Earth's gravitational field.

При прогнозе координат КА размещенных на других (не геостационарных) орбитах дополнительно учитывают ряд факторов, приводящих к отклонениям КА от идеальной (Кеплеровой) орбиты. В качестве таких факторов, например, для КА на низких орбитах выступают: влияние сопротивления атмосферы Земли, светового давления, притяжения планет и др.When predicting the coordinates of spacecraft located in other (not geostationary) orbits, a number of factors are additionally taken into account that lead to deviations of the spacecraft from the ideal (Kepler) orbit. Such factors, for example, for spacecraft in low orbits are: the influence of the resistance of the Earth's atmosphere, light pressure, the attraction of planets, etc.

Таким образом, определение координат КА х1, у1, z1 и ортогональных составляющих вектора его скорости

Figure 00000040
в начальный момент времени t0 с высокой точностью является важной задачей, которая решена в заявленных технических решениях.Thus, the determination of the spacecraft coordinates x 1 , y 1 , z 1 and the orthogonal components of its velocity vector
Figure 00000040
at the initial moment of time t 0 with high accuracy is an important problem, which is solved in the stated technical solutions.

Подсистема определения ортогональных составляющих вектора скорости основного КА

Figure 00000041
в момент времени t0 содержит НРТС K, смежный КА S2 с известными координатами х2, у2, z2, и ортогональными составляющими вектора скорости
Figure 00000042
в момент времени t0, а также N≥3 выбранных ЗС In, n=1…N (см. фиг. 1) на позициях с известными координатами
Figure 00000043
излучающие радиосигналы в направлении основного и смежного КА.Subsystem for determining the orthogonal components of the velocity vector of the main spacecraft
Figure 00000041
at the moment of time t 0 contains the NRTS K, adjacent spacecraft S 2 with known coordinates x 2 , y 2 , z 2 , and orthogonal components of the velocity vector
Figure 00000042
at time t 0 , as well as N≥3 of the selected ZS I n , n = 1 ... N (see Fig. 1) at positions with known coordinates
Figure 00000043
emitting radio signals in the direction of the main and adjacent spacecraft.

На фиг. 1 введены следующие обозначения:

Figure 00000044
- расстояние между основным КА S1 и первой ЗС I1;
Figure 00000045
- расстояние между основным КА S1 и НРСТ K;
Figure 00000046
- расстояние между смежным КА S2 и первой ЗС I1;
Figure 00000047
- расстояние между смежным КА S2 и НРСТ K,
Figure 00000048
- радиальная скорость основного КА S1 в направлении первой ЗС I1,
Figure 00000049
- радиальная скорость основного КА S1 в направлении НРСТ K,
Figure 00000050
- радиальная скорость смежного КА S2 в направлении первой ЗС I1,
Figure 00000051
- радиальная скорость смежного КА S2 в направлении НРСТ K,
Figure 00000052
- векторы скорости основного и смежного КА соответственно,
Figure 00000053
- углы между направлением на НРТС и векторами
Figure 00000054
соответственно;
Figure 00000055
- углы между направлениями на первую ЗС и векторами
Figure 00000056
соответственно.FIG. 1 introduced the following notation:
Figure 00000044
- the distance between the main spacecraft S 1 and the first ES I 1 ;
Figure 00000045
- the distance between the main spacecraft S 1 and NRST K;
Figure 00000046
- the distance between the adjacent spacecraft S 2 and the first ES I 1 ;
Figure 00000047
- the distance between the adjacent spacecraft S 2 and NRST K,
Figure 00000048
- radial speed of the main spacecraft S 1 in the direction of the first ES I 1 ,
Figure 00000049
- radial speed of the main spacecraft S 1 in the direction of NRST K,
Figure 00000050
- the radial speed of the adjacent spacecraft S 2 in the direction of the first ES I 1 ,
Figure 00000051
- radial speed of the adjacent spacecraft S 2 in the direction of NRST K,
Figure 00000052
are the velocity vectors of the main and adjacent spacecraft, respectively,
Figure 00000053
- the angles between the direction to the NRTS and vectors
Figure 00000054
respectively;
Figure 00000055
- the angles between the directions to the first ZS and vectors
Figure 00000056
respectively.

Для каждой n-й ЗС возможно ввести обозначения:

Figure 00000057
- радиальная скорость основного КА S1 в направлении n-ю ЗС In,
Figure 00000058
- радиальная скорость смежного КА S2 в направлении n-ю ЗС In,
Figure 00000059
- углы между направлениями на n-ю ЗС и векторами
Figure 00000060
соответственно.For each n-th ES it is possible to enter the designations:
Figure 00000057
- radial speed of the main spacecraft S 1 in the direction of the n-th ES I n ,
Figure 00000058
- the radial speed of the adjacent spacecraft S 2 in the direction of the n-th ES I n ,
Figure 00000059
- the angles between the directions to the n-th ES and vectors
Figure 00000060
respectively.

На фиг. 1 представлено три ЗС, как минимально необходимое количество ЗС для однозначного одномоментного определения ортогональных составляющих вектора скорости основного КА

Figure 00000061
по предлагаемому способу.FIG. 1 shows three ESs as the minimum required number of ESs for unambiguous one-step determination of the orthogonal components of the velocity vector of the main SC
Figure 00000061
according to the proposed method.

Основополагающей предпосылкой настоящего изобретения является наличие помимо основного КА S1, через который организуется канал связи между земными станциями, смежного КА S2, который способен ретранслировать те же самые радиоизлучения что и основной, но с большим ослаблением и другой частотой переноса. Таким образом, возможно получение за счет корреляционной обработки радиосигналов значения временных задержек Δtn между радиосигналами принятыми от основного S1 и смежного КА S2, а также значения номиналов частот

Figure 00000062
принятых радиосигналов после их ретрансляции основным КА S1 и смежным КА S2 соответственно для каждой из выбранных ЗС In.The fundamental premise of the present invention is the presence, in addition to the main spacecraft S 1 , through which a communication channel between earth stations is organized, an adjacent spacecraft S 2 , which is capable of retransmitting the same radio emissions as the main spacecraft, but with greater attenuation and a different transfer frequency. Thus, due to the correlation processing of radio signals, it is possible to obtain, due to the correlation processing of radio signals, the values of time delays Δt n between radio signals received from the main S 1 and adjacent spacecraft S 2 , as well as the values of the nominal frequencies
Figure 00000062
the received radio signals after their retransmission by the main SC S 1 and the adjacent SC S 2, respectively, for each of the selected ES I n .

Для определения ортогональных составляющих вектора скорости основного КА

Figure 00000063
в момент времени t0 используют значения номиналов частот
Figure 00000064
принятых радиосигналов после их ретрансляции основным КА S1 и смежным КА S2 соответственно, обусловленные различными радиальными скоростями основного и смежного КА относительно каждой из п-й ЗС In и НРСТ K [6].To determine the orthogonal components of the velocity vector of the main spacecraft
Figure 00000063
at time t 0 use the values of the nominal frequencies
Figure 00000064
the received radio signals after their retransmission by the main spacecraft S 1 and adjacent spacecraft S 2, respectively, due to different radial velocities of the main and adjacent spacecraft relative to each of the n-th ES I n and NRST K [6].

На основе известных координат НРТС xK, yK, zK, координат х2, у2, z2 и ортогональных составляющих вектора скорости

Figure 00000065
смежного КА S2 в момент времени t0, координат ЗС
Figure 00000066
рассчитывают значения радиальных скоростей
Figure 00000067
смежного КА S2 относительно каждой из n-й ЗС In и НРТС K соответственно.Based on the known coordinates of the NRTS x K , y K , z K , coordinates x 2 , y 2 , z 2 and orthogonal components of the velocity vector
Figure 00000065
adjacent spacecraft S 2 at time t 0 , the coordinates of the ZS
Figure 00000066
calculate the values of radial velocities
Figure 00000067
adjacent spacecraft S 2 relative to each of the n-th ES I n and NRTS K, respectively.

Используя значения радиальных скоростей

Figure 00000068
смежного КА S2 относительно каждой из n-й ЗС In и НРТС K, значения номиналов частот
Figure 00000069
принятых радиосигналов после их ретрансляции смежным КА S2, значение заданной частоты сдвига рабочей частоты смежного КА
Figure 00000070
вычисляют значения номиналов частот излучаемых каждой n-й ЗС fn.Using the values of the radial velocities
Figure 00000068
adjacent spacecraft S 2 relative to each of the n-th ES I n and NRTS K, the values of the nominal frequencies
Figure 00000069
of the received radio signals after their retransmission by the adjacent spacecraft S 2 , the value of the set frequency of the shift of the operating frequency of the adjacent spacecraft
Figure 00000070
calculate the values of the nominal frequencies emitted by each n-th ES f n .

Вычисляют ортогональные составляющие вектора скорости основного КА

Figure 00000071
по известным координатам НРТС xK, yK, zK, координатам ЗС
Figure 00000072
и координатам смежного КА х2, у2, z2, известным ортогональным составляющим вектора скорости смежного КА
Figure 00000073
заданной частоте сдвига рабочей частоты основного КА
Figure 00000074
рассчитанным значениям номиналов частот излучаемых каждой n-й ЗС fn, расстояниям
Figure 00000075
от и n-х ЗС In и НРТС K до основного КА.Calculate the orthogonal components of the velocity vector of the main spacecraft
Figure 00000071
by the known coordinates of the NRTS x K , y K , z K , the coordinates of the ZS
Figure 00000072
and the coordinates of the adjacent spacecraft x 2 , y 2 , z 2 , the known orthogonal components of the velocity vector of the adjacent spacecraft
Figure 00000073
the given frequency of the shift of the operating frequency of the main spacecraft
Figure 00000074
the calculated values of the nominal frequencies emitted by each n-th ES f n , distances
Figure 00000075
from and n-x ЗС I n and НРТС K to the main spacecraft.

Для одномоментного и однозначного определения ортогональных составляющих вектора скорости основного КА необходимо использование трех ЗС. Дальнейшее увеличение количества ЗС будет приводить к повышению точности определения ортогональных составляющих вектора скорости основного КА.For one-step and unambiguous determination of the orthogonal components of the velocity vector of the main spacecraft, it is necessary to use three ES. A further increase in the number of ES will lead to an increase in the accuracy of determining the orthogonal components of the velocity vector of the main spacecraft.

В качестве примера в приложении А представлена алгоритм определения ортогональных составляющих вектора скорости основного КА с использованием трех ЗС. Выходными результатами представленного алгоритма выступают составляющие вектора скорости основного КА

Figure 00000076
в момент времени t0. Подсистема определения координат основного КА х1 у1, z1 в момент времени t0 содержит НРТС K, смежный КА S2 с известными координатами х2, у2, z2 в момент времени t0 и N≥3 выбранных ЗС In, n=1…N (см. фиг. 3) на позициях с известными координатами
Figure 00000077
излучающие радиосигналы в направлении основного S1 и смежного КА S2.As an example, Appendix A presents an algorithm for determining the orthogonal components of the main spacecraft velocity vector using three ESs. The output results of the presented algorithm are the components of the velocity vector of the main spacecraft
Figure 00000076
at time t 0 . The subsystem for determining the coordinates of the main spacecraft x 1 y 1 , z 1 at the time t 0 contains the NRTS K, the adjacent spacecraft S 2 with the known coordinates x 2 , y 2 , z 2 at the time t 0 and N≥3 of the selected ES I n , n = 1 ... N (see Fig. 3) at positions with known coordinates
Figure 00000077
emitting radio signals in the direction of the main S 1 and adjacent spacecraft S 2 .

На фиг. 3 введены следующие обозначения:

Figure 00000078
- расстояние между основным КА S1 и первой ЗС I1;
Figure 00000079
- расстояние между основным КА S1 и НРСТ K;
Figure 00000080
- расстояние между смежным КА S2 и первой ЗС I1;
Figure 00000081
- расстояние между смежным КА S2 и НРСТ K.FIG. 3 introduced the following designations:
Figure 00000078
- the distance between the main spacecraft S 1 and the first ES I 1 ;
Figure 00000079
- the distance between the main spacecraft S 1 and NRST K;
Figure 00000080
- the distance between the adjacent spacecraft S 2 and the first ES I 1 ;
Figure 00000081
is the distance between the adjacent spacecraft S 2 and NRST K.

Для каждой n-й ЗС возможно ввести обозначения:

Figure 00000082
- расстояние между основным КА S1 и n-й ЗС In;
Figure 00000083
- расстояние между смежным КА S2 и n-й ЗС In.For each n-th ES it is possible to enter the designations:
Figure 00000082
- the distance between the main spacecraft S 1 and the n-th ES I n ;
Figure 00000083
- the distance between the adjacent spacecraft S 2 and the n-th ES I n .

На фиг. 3 представлено три ЗС, как минимально необходимое количество ЗС для однозначного одномоментного определения координат основного КА х1, у1, z1 по предлагаемому способу.FIG. 3 shows three ES as the minimum required number of ES for unambiguous one-step determination of the coordinates of the main spacecraft x 1 , y 1 , z 1 according to the proposed method.

Основополагающей предпосылкой настоящего изобретения является наличие помимо основного КА S1, через который организуется канал связи между земными станциями, смежного КА S2, который способен ретранслировать те же самые радиоизлучения что и основной, но с большим ослаблением и другой частотой переноса. Таким образом, возможно получение за счет корреляционной обработки радиосигналов значения временных задержек Δtn между радиосигналами принятыми от основного S1 и смежного КА S2 для каждой из выбранных ЗС In.The fundamental premise of the present invention is the presence, in addition to the main spacecraft S 1 , through which a communication channel between earth stations is organized, an adjacent spacecraft S 2 , which is capable of retransmitting the same radio emissions as the main spacecraft, but with greater attenuation and a different transfer frequency. Thus, it is possible to obtain, due to the correlation processing of radio signals, the value of time delays Δt n between the radio signals received from the main S 1 and the adjacent spacecraft S 2 for each of the selected ES I n .

Для определения координат основного КА x1, y1, z1 в момент времени t0 используют временные задержки Δtn, обусловленные разностью длин

Figure 00000084
и
Figure 00000085
траекторий
Figure 00000086
[6] для каждой n-й ЗС.To determine the coordinates of the main spacecraft x 1 , y 1 , z 1 at time t 0 , time delays Δt n are used , due to the difference in lengths
Figure 00000084
and
Figure 00000085
trajectories
Figure 00000086
[6] for each n-th ES.

На основе измеренных временных задержек Δtn и вычисленных длин

Figure 00000087
траекторий InS2K рассчитывают длины
Figure 00000088
траекторий InS1K.Based on measured time delays Δt n and calculated lengths
Figure 00000087
trajectories I n S 2 K calculate the lengths
Figure 00000088
trajectories I n S 1 K.

Каждой из длин

Figure 00000089
траекторий InS1K ставят в соответствие поверхность положения (ПП) которая является поверхностью второго порядка - эллипсоидом вращения с фокусами, совпадающими с НРТС K и ЗС In соответственно.Each of the lengths
Figure 00000089
trajectories I n S 1 K put in correspondence the surface of position (PP) which is a surface of the second order - an ellipsoid of revolution with foci coinciding with the NRTS K and ZS I n, respectively.

Координаты точки пересечения не менее трех ПП соответствуют искомым координатам КА x1, у1, z1 в момент времени t0. Таким образом, для однозначного одномоментного определения координат основного КА х1, у1, z1 необходимо наличие не менее трех ЗС In. Дальнейшее увеличение количества ЗС будет приводить к повышению точности определения координат КА x1, у1, z1.The coordinates of the intersection point of at least three PPs correspond to the required spacecraft coordinates x 1 , y 1 , z 1 at time t 0 . Thus, for an unambiguous one-time determination of the coordinates of the main spacecraft x 1 , y 1 , z 1, it is necessary to have at least three ZP I n . A further increase in the number of ES will lead to an increase in the accuracy of determining the coordinates of the spacecraft x 1 , y 1 , z 1 .

В качестве примера в приложении Б представлен алгоритм определения координат основного КА х1, у1 и z1 с использованием трех ЗС F1…F11. Выходными результатами представленного алгоритма выступают координаты основного КА х1, у1, z1 в момент времени t0.As an example, Appendix B presents an algorithm for determining the coordinates of the main spacecraft x 1 , y 1 and z 1 using three ES F 1 ... F 11 . The output results of the presented algorithm are the coordinates of the main spacecraft x 1 , y 1 , z 1 at time t 0 .

На фиг. 5 в качестве примера представлена схема выбора ЗС с учетом диапазонов частот на линии "вверх" основного КА

Figure 00000090
и смежного КА
Figure 00000091
а также диапазонов частот ЗС F5…F12, расположенных в районах зон покрытия основного КА
Figure 00000092
и смежного КА
Figure 00000093
По оси абсцисс на фиг. 5 отложены частоты f, по оси ординат - амплитуды А.FIG. 5, as an example, a scheme for selecting an ES is presented, taking into account the frequency ranges on the "up" link of the main SC.
Figure 00000090
and adjacent spacecraft
Figure 00000091
as well as the frequency ranges of the ZS F 5 ... F 12 located in the areas of coverage of the main spacecraft
Figure 00000092
and adjacent spacecraft
Figure 00000093
The abscissa in FIG. 5 shows the frequencies f, along the ordinate - the amplitudes A.

Анализ схемы (фиг. 5) показывает, что в диапазон частот на линии "вверх" основного КА

Figure 00000094
входят диапазоны частот ЗС F1…F11, а в диапазон частот на линии "вверх" смежного КА
Figure 00000095
входят диапазоны частот F5…F12 ЗС. Таким образом, одновременно в диапазоны частот на линии "вверх" основного КА
Figure 00000096
и смежного КА
Figure 00000097
входят диапазоны частот ЗС F5…F11. На схеме (фиг. 5) введены обозначения указанных ЗС - I1…I7, а также значений номиналов их излучаемых частот - f1…f7.Analysis of the circuit (Fig. 5) shows that in the frequency range on the "up" link of the main SC
Figure 00000094
includes the frequency ranges of the ZS F 1 ... F 11 , and the frequency range on the "up" line of the adjacent spacecraft
Figure 00000095
includes the frequency ranges F 5 … F 12 ЗС. Thus, simultaneously in the frequency ranges on the "up" line of the main spacecraft
Figure 00000096
and adjacent spacecraft
Figure 00000097
includes the frequency ranges ЗС F 5 … F 11 . The diagram (Fig. 5) introduces the designations of the indicated ZS - I 1 ... I 7 , as well as the values of the nominal values of their radiated frequencies - f 1 ... f 7 .

На фиг. 6 в качестве примера представлена схема выбора ЗС с учетом зон покрытия основного Ω1 и смежного КА Ω2.FIG. 6, as an example, a scheme for selecting an ES is presented, taking into account the coverage areas of the main Ω 1 and adjacent spacecraft Ω 2 .

Анализ схемы (фиг. 6) показывает, что в зоне покрытия основного КА Ω1 находятся ЗС I1, I2, I3, I4 и I6, а в зоне покрытия смежного КА Q.2 находятся ЗС I1, I2, I3, I4 и I7. Таким образом, одновременно в зонах покрытия основного Ω1 и смежного КА Ω2 находятся ЗС I1, I2, I3 и I4.Analysis of the circuit (Fig. 6) shows that in the coverage area of the main spacecraft Ω 1 there are ES I 1 , I 2 , I 3 , I 4 and I 6 , and in the coverage area of the adjacent spacecraft Q. 2 there are ES I 1 , I 2 , I 3 , I 4 and I 7 . Thus, at the same time in the coverage areas of the main Ω 1 and the adjacent spacecraft Ω 2 there are ES I 1 , I 2 , I 3 and I 4 .

При выборе ЗС учитывают топологию размещения всех ЗС In, от которой зависит точность определения координат х1, у1, z1 и ортогональных составляющих вектора скорости КА

Figure 00000098
When choosing an ES, the topology of the location of all ES I n is taken into account, on which the accuracy of determining the coordinates x 1 , y 1 , z 1 and the orthogonal components of the spacecraft velocity vector depends
Figure 00000098

Под топологией размещения ЗС In понимают их взаимное расположение на поверхности Земли. При этом в качестве важных показателей при выборе ЗС выступают взаимные расстояния

Figure 00000099
между n-й и m-й ЗС, где m=I…N, m≠n, которые должны быть максимальными.The topology of the ZP I n location is understood as their relative position on the Earth's surface. At the same time, mutual distances are important indicators when choosing an ES.
Figure 00000099
between the n-th and m-th ES, where m = I… N, m ≠ n, which should be maximum.

Сопоставляя фиг. 5 и фиг. 6 для определения координат х1, у1, z1 и ортогональных составляющих вектора скорости КА

Figure 00000100
выбирают ЗС I1, I2 и I3.Comparing FIG. 5 and FIG. 6 to determine the coordinates x 1 , y 1 , z 1 and the orthogonal components of the spacecraft velocity vector
Figure 00000100
select ЗС I 1 , I 2 and I 3 .

На фиг. 7 в качестве примера представлена схемы топологии размещения трех ЗС I1, I2 и I3. Указанные ЗС выбирались так, что бы взаимные расстояния

Figure 00000101
были максимальными.FIG. 7, as an example, the topology diagrams of the arrangement of three ESs I 1 , I 2 and I 3 are presented. The indicated ES were chosen so that the mutual distances
Figure 00000101
were maximum.

Имитационное моделирование на основе программ для ЭВМ [7, 8] заявленных способов показало возможность снижения времени определения координат х1, у1, z1 и ортогональных составляющих вектора скорости КА

Figure 00000102
в 5…10 раз, а также повышения точности определения координат х1, у1, z1 и ортогональных составляющих вектора скорости КА
Figure 00000103
по сравнению со способом прототипом на 10…20%.Simulation modeling based on computer programs [7, 8] of the claimed methods has shown the possibility of reducing the time for determining the coordinates x 1 , y 1 , z 1 and orthogonal components of the spacecraft velocity vector
Figure 00000102
Figure 00000102
5 ... 10 times, as well as increasing the accuracy of determining the coordinates x 1 , y 1 , z 1 and orthogonal components of the spacecraft velocity vector
Figure 00000103
in comparison with the prototype method by 10 ... 20%.

Источники информацииInformation sources

1. Агиевич С.Н., Беспалов В.Л., Дедовская Э.Г., Матюхин А.С., Подъячев П.А., Севидов В.В. Способ определения параметров орбиты искусственного спутника Земли с использованием приемных опорных реперных станций. Патент №2702098 МПК G01S 5/00 (2006.01). Бюл. №28 от 04.10.19. Заявка №2018127491 от 25.07.18.1. Agievich S.N., Bespalov V.L., Dedovskaya E.G., Matyukhin A.S., Podyachev P.A., Sevidov V.V. Method for determining the orbit parameters of an artificial Earth satellite using receiving reference reference stations. Patent No. 2702098 IPC G01S 5/00 (2006.01). Bul. No. 28 dated 10/04/19. Application No. 2018127491 dated 25.07.18.

2. Агиевич С.Н., Ватутин В.М., Матюхин А.С., Модин М.И., Севидов В.В. Способ определения параметров орбиты искусственного спутника Земли с использованием приемо-передающих опорных реперных станций. Патент №2708883. МПК G01S 5/00 (2006.01). Бюл. №35 от 12.12.19. Заявка №2018134855 от 01.10.18.2. Agievich S.N., Vatutin V.M., Matyukhin A.S., Modin M.I., Sevidov V.V. A method for determining the orbit parameters of an artificial Earth satellite using transceiving reference reference stations. Patent No. 2708883. IPC G01S 5/00 (2006.01). Bul. No. 35 dated 12.12.19. Application No. 2018134855 dated 01.10.18.

3. Балабанов В.В., Беспалов В.Л., Кельян А.Х., Пономарев А.А., Севидов В.В., Чемаров А.О. Способ определения параметров орбиты искусственного спутника Земли. Патент на изобретение №2652603, опубл. 27.04.2018 Бюл. №12.3. Balabanov V.V., Bespalov V.L., Kelyan A.Kh., Ponomarev A.A., Sevidov V.V., Chemarov A.O. A method for determining the parameters of the orbit of an artificial earth satellite. Invention patent No. 2652603, publ. 04/27/2018 Bul. No. 12.

4. Машбиц Л.М. Компьютерная картография и зоны спутниковой связи, - 2-е изд., перераб и доп. - М.: Горячая линия - Телеком, 2009. - 236 с.4. Mashbits L.M. Computer cartography and satellite communication zones, - 2nd ed., Revised and enlarged. - M .: Hot line - Telecom, 2009 .-- 236 p.

5. Волков Р.В., Малышев С.Р., Симонов А.Н., Севидов В.В. Определение канонических параметров спутников-ретрансляторов по радиосигналам опорных реперных станций // Труды Военно-космической академии им. А.Ф. Можайского. 2016. Вып. 655. С. 88-92.5. Volkov R.V., Malyshev S.R., Simonov A.N., Sevidov V.V. Determination of the canonical parameters of relay satellites by radio signals of reference reference stations. Proceedings of the V.V. A.F. Mozhaisky. 2016. Issue. 655.S. 88-92.

6. Волков Р.В., Саяпин В.Н., Севидов В.В. Модель измерения временной задержки и частотного сдвига радиосигнала, принятого от спутника-ретранслятора при определении местоположения земной станции // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2016. Том 10. №9. С. 14-18.6. Volkov R.V., Sayapin V.N., Sevidov V.V. Model for measuring the time delay and frequency shift of the radio signal received from the relay satellite when determining the location of the earth station // T-Comm: Telecommunications and transport. 2016. Volume 10. No. 9. S. 14-18.

7. Волков Р.В., Саяпин В.Н., Севидов В.В. Модель движения искусственного спутника Земли // Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем. 2016. №2. С. 112.7. Volkov R.V., Sayapin V.N., Sevidov V.V. Model of motion of an artificial Earth satellite // Computer programs. Database. Topologies of integrated circuits. 2016. No. 2. P. 112.

8. Севидов В.В. Определение координат и параметров движения источника радиоизлучения на основе разностно-временных и разностно-доплеровских измерений // Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем. 2015. №11. С. 2.8. Sevidov V.V. Determination of coordinates and parameters of motion of a radio emission source on the basis of difference-time and difference-Doppler measurements // Computer programs. Database. Topologies of integrated circuits. 2015. No. 11. P. 2.

Приложение АAppendix A

Алгоритм определения ортогональных составляющих вектора скорости основного КА с использованием трех ЗСAlgorithm for determining the orthogonal components of the velocity vector of the main spacecraft using three ES

Для определения ортогональных составляющих вектора скорости основного КА

Figure 00000104
возможно использовать НРТС K, смежный КА S2 с известными координатами х2, у2, z2, и ортогональными составляющими вектора скорости
Figure 00000105
в момент времени t0, а также не менее трех выбранных ЗС In, (см. фиг. 1), размещенных на позициях с известными координатами
Figure 00000106
излучающие радиосигналы в направлении основного и смежного КА.To determine the orthogonal components of the velocity vector of the main spacecraft
Figure 00000104
it is possible to use NRTS K, adjacent spacecraft S 2 with known coordinates x 2 , y 2 , z 2 , and orthogonal components of the velocity vector
Figure 00000105
at time t 0 , as well as at least three selected ZS I n , (see Fig. 1), located at positions with known coordinates
Figure 00000106
emitting radio signals in the direction of the main and adjacent spacecraft.

В качестве примера в настоящем приложении представлен вариант с тремя ЗС (n=1…3) как минимально необходимого количества ЗС для однозначного одномоментного определения вектора скорости основного КА

Figure 00000107
As an example, this appendix presents a variant with three ES (n = 1 ... 3) as the minimum required number of ES for unambiguous one-step determination of the velocity vector of the main SC
Figure 00000107

Предполагается, что координаты основного КА x1, y1, z1 - рассчитаны в соответствии с алгоритмом, представленном в приложении А.It is assumed that the coordinates of the main spacecraft x 1 , y 1 , z 1 are calculated in accordance with the algorithm presented in Appendix A.

С помощью корреляционной обработки радиосигналов в НРТС K измеряют значения номиналов частот

Figure 00000108
принятых радиосигналов n-х ЗС In после их ретрансляции основным и смежным КА.Using the correlation processing of radio signals in the NRTS K, the values of the nominal frequencies are measured
Figure 00000108
of the received radio signals of the n-th ES I n after their retransmission by the main and adjacent spacecraft.

Для номиналов частот

Figure 00000109
справедливы аналитические выражения:For frequency ratings
Figure 00000109
the analytical expressions are valid:

Figure 00000110
Figure 00000110

Figure 00000111
Figure 00000111

где fn - значения номиналов частот излучаемых каждой n-й ЗС In;where f n - values of the nominal frequencies emitted by each n-th ES I n ;

Figure 00000112
- доплеровские сдвиги частот на входе основного и смежного КА соответственно за счет его сближения (удаления) с (от) n-й ЗС In;
Figure 00000112
- Doppler frequency shifts at the input of the main and adjacent spacecraft, respectively, due to its approach (removal) with (from) the n-th ES I n ;

Figure 00000113
- заданные частоты сдвига рабочих частот основного и смежного КА соответственно;
Figure 00000114
- доплеровские сдвиги частот на выходе основного и смежного КА соответственно за счет его сближения (удаления) с (от) НРТС K.
Figure 00000113
- the specified frequencies of the shift of the operating frequencies of the main and adjacent spacecraft, respectively;
Figure 00000114
- Doppler frequency shifts at the output of the main and adjacent spacecraft, respectively, due to its approach (removal) with (from) the NRTS K.

Предполагают, что нестабильность генератора частот КА известна и компенсируется. Влияние других эффектов на изменение частоты, например, гравитационный и релятивистский эффекты в рамках рассматриваемой задачи, пренебрежимо мало и поэтому не учитывают.It is assumed that the instability of the spacecraft frequency generator is known and compensated. The influence of other effects on the change in frequency, for example, gravitational and relativistic effects in the framework of the considered problem, is negligible and therefore is not taken into account.

Для расчета ортогональных составляющих вектора скорости основного КА

Figure 00000115
с использованием трех ЗС разработан алгоритм, схема которого представлена на фиг. 2.To calculate the orthogonal components of the main spacecraft velocity vector
Figure 00000115
using three ESs, an algorithm was developed, the diagram of which is shown in Fig. 2.

На этапе 1 производят ввод исходных данных, в качестве которых выступают: момент времени измерения t0, координаты НРТС xK, yK, zK; координаты основного КА х1, у1 и z1; координаты х2, y2, z2 и ортогональными составляющими вектора скорости

Figure 00000116
смежного КА S2 в момент времени t0, координаты трех ЗС
Figure 00000117
значения частот сдвига рабочих частот
Figure 00000118
основного и смежного КА соответственно; значения номиналов частот
Figure 00000119
принятых радиосигналов n-х ЗС In после их ретрансляции основным и смежным КА соответственно.At stage 1, the initial data are entered, which are: the time of measurement t 0 , the coordinates of the NRTS x K , y K , z K ; coordinates of the main spacecraft x 1 , y 1 and z 1 ; coordinates х 2 , y 2 , z 2 and orthogonal components of the velocity vector
Figure 00000116
adjacent spacecraft S 2 at time t 0 , coordinates of three ES
Figure 00000117
frequency shift of operating frequencies
Figure 00000118
main and adjacent spacecraft, respectively; frequency ratings
Figure 00000119
of the received radio signals of the n-th ES I n after their retransmission by the main and adjacent spacecraft, respectively.

На этапе 2 рассчитывают значения радиальных скоростей

Figure 00000120
смежного КА S2 относительно каждой из n-й ЗС In и НРТС К соответственно. Для значений радиальных скоростей
Figure 00000121
смежного КА S2 возможно записать формулы:At stage 2, the values of the radial velocities are calculated
Figure 00000120
adjacent spacecraft S 2 relative to each of the n-th ES I n and NRTS K, respectively. For values of radial velocities
Figure 00000121
adjacent spacecraft S 2, it is possible to write down the formulas:

Figure 00000122
Figure 00000122

Figure 00000123
Figure 00000123

Согласно теореме о скалярном произведении векторов [6] справедливы равенства:According to the theorem on the scalar product of vectors [6], the following equalities hold:

Figure 00000124
Figure 00000124

Figure 00000125
Figure 00000125

Модуль вектора скорости смежного КА

Figure 00000126
равен:Modulus of the velocity vector of the adjacent spacecraft
Figure 00000126
is equal to:

Figure 00000127
Figure 00000127

а расстояния от и n-х ЗС и НРТС до смежного КА рассчитывают, какand the distances from and n-th ES and NRTS to the adjacent spacecraft are calculated as

Figure 00000128
Figure 00000128

Figure 00000129
Figure 00000129

Уравнения (Б.3) и (Б.4) с учетом (Б.5)…(Б.9) преобразуют к виду:Equations (B.3) and (B.4) taking into account (B.5) ... (B.9) are converted to the form:

Figure 00000130
Figure 00000130

Figure 00000131
Figure 00000131

На этапе 3 рассчитывают значения номиналов частот fn излучаемых каждой n-й ЗС In.At stage 3, the values of the nominal frequencies f n emitted by each n-th ES I n are calculated.

Доплеровские сдвиги частот на входе

Figure 00000132
и на выходе
Figure 00000133
смежного КА S2 за счет его сближения (удаления) с (от) n-й ЗС In и НРТС K возможно представить в виде:Doppler input frequency shifts
Figure 00000132
and at the exit
Figure 00000133
adjacent spacecraft S 2 due to its approach (removal) with (from) the n-th ES I n and NRTS K can be represented in the form:

Figure 00000134
Figure 00000134

Figure 00000135
Figure 00000135

Для расчета значений номиналов частот излучаемых каждой из ЗС fn выражения (А.2) с учетом уравнений (А.10) и (А.11) преобразуют к виду:To calculate the values of the nominal frequencies emitted by each of the ES f n expressions (A.2), taking into account equations (A.10) and (A.11), are converted to the form:

Figure 00000136
Figure 00000136

На этапе 4 рассчитывают расстояния

Figure 00000137
от и n-х ЗС In и НРТС K до основного КА S1 по формулам:Step 4 calculates distances
Figure 00000137
from and n-x ЗС I n and НРТС K to the main spacecraft S 1 according to the formulas:

Figure 00000138
Figure 00000138

Figure 00000139
Figure 00000139

На этапе 5 вычисляют ортогональные составляющие вектора скорости основного КА

Figure 00000140
At step 5, the orthogonal components of the velocity vector of the main spacecraft are calculated
Figure 00000140

Доплеровские сдвиги частот на входе

Figure 00000141
и на выходе
Figure 00000142
основного КА S1 за счет его сближения (удаления) с (от) n-й ЗС In и НРТС K возможно представить в виде:Doppler input frequency shifts
Figure 00000141
and at the exit
Figure 00000142
the main spacecraft S 1 due to its approach (removal) with (from) the n-th ES I n and NRTS K can be represented as:

Figure 00000143
Figure 00000143

Figure 00000144
Figure 00000144

Для значений радиальных скоростей

Figure 00000145
основного КА S1 возможно записать формулы:For values of radial velocities
Figure 00000145
of the main spacecraft S 1 it is possible to write down the formulas:

Figure 00000146
Figure 00000146

Figure 00000147
Figure 00000147

Согласно теореме о скалярном произведении векторов [6] справедливы равенства:According to the theorem on the scalar product of vectors [6], the following equalities hold:

Figure 00000148
Figure 00000148

Figure 00000149
Figure 00000149

Модуль вектора скорости основного КА

Figure 00000150
равен:The module of the velocity vector of the main spacecraft
Figure 00000150
is equal to:

Figure 00000151
Figure 00000151

Уравнения (А.14) и (А.15) с учетом (А.12), (А.13), (А.16)…(А.20) преобразуют к виду:Equations (A.14) and (A.15) taking into account (A.12), (A.13), (A.16) ... (A.20) are converted to the form:

Figure 00000152
Figure 00000152

Figure 00000153
Figure 00000153

Выражения (А.1) с учетом уравнений (А.12)…(А.22) для частного случая, когда n=1…3, преобразуют в систему линейных уравнений:Expressions (A.1), taking into account equations (A.12) ... (A.22) for a particular case, when n = 1 ... 3, are converted into a system of linear equations:

Figure 00000154
Figure 00000154

где коэффициенты при переменных и свободные члены равны:where the coefficients of the variables and the free terms are equal:

Figure 00000155
Figure 00000155

Figure 00000156
Figure 00000156

Figure 00000157
Figure 00000157

Figure 00000158
Figure 00000158

Figure 00000159
Figure 00000159

Figure 00000160
Figure 00000160

Figure 00000161
Figure 00000161

Figure 00000162
Figure 00000162

Figure 00000163
Figure 00000163

Систему из трех линейных уравнений с тремя неизвестными (А.23) решают одним из известных методов, например, методом Крамера. Результатом решения системы уравнений (А.23) выступают ортогональные составляющие вектора скорости основного КА

Figure 00000164
The system of three linear equations with three unknowns (A.23) is solved by one of the known methods, for example, the Cramer method. The result of solving the system of equations (A.23) are the orthogonal components of the velocity vector of the main spacecraft
Figure 00000164

На этапе 6 осуществляют вывод результатов, в качестве которых выступают ортогональные составляющие вектора скорости основного КА

Figure 00000165
в момент времени t0.At step 6, the results are output, which are the orthogonal components of the velocity vector of the main spacecraft
Figure 00000165
at time t 0 .

В общем случае, когда количество ЗС N>3, алгоритм определения ортогональных составляющих вектора скорости КА

Figure 00000166
остается прежним, с той лишь разницей, что система уравнений (А.23) будет содержать более трех уравнений. Тогда такую систему уравнений решают, например, методом наименьших квадратов.In the general case, when the number of ES N> 3, the algorithm for determining the orthogonal components of the spacecraft velocity vector
Figure 00000166
remains the same, with the only difference that the system of equations (A.23) will contain more than three equations. Then such a system of equations is solved, for example, by the least squares method.

Приложение БAppendix B

Алгоритм определения координат основного КА с использованием трех ЗСAlgorithm for determining the coordinates of the main spacecraft using three ES

Алгоритм определения координат основного КА х1, у1, z1 с использованием ЗС In, где n-1…N - номер ЗС, N≥3 размещенных на позициях с известными координатами

Figure 00000167
основан на том, что каждой из временных задержек Δtn соответствует разности длин
Figure 00000168
траекторий
Figure 00000169
Algorithm for determining the coordinates of the main spacecraft x 1 , y 1 , z 1 using the ES I n , where n-1 ... N is the number of the ES, N≥3 located at positions with known coordinates
Figure 00000167
is based on the fact that each of the time delays Δt n corresponds to the difference in lengths
Figure 00000168
trajectories
Figure 00000169

В качестве примера в настоящем приложении представлен вариант с тремя ЗС (n=1…3) как минимально необходимого количества для однозначного одномоментного определения координат основного КА х1, у1, z1 As an example, this appendix presents a variant with three ES (n = 1 ... 3) as the minimum required quantity for unambiguous one-time determination of the coordinates of the main spacecraft x 1 , y 1 , z 1

Длины

Figure 00000170
траекторий InS2K вычисляют по формулам:Lengths
Figure 00000170
trajectories I n S 2 K are calculated by the formulas:

Figure 00000171
Figure 00000171

Используя длины

Figure 00000172
траекторий InS2K, а также измеренные временные задержки Δtn рассчитывают длины
Figure 00000173
траекторий InS1K:Using lengths
Figure 00000172
trajectories I n S 2 K, as well as the measured time delays Δt n, calculate the lengths
Figure 00000173
trajectories I n S 1 K:

Figure 00000174
Figure 00000174

где с=3×108 м/с - скорость света в вакууме.where c = 3 × 10 8 m / s is the speed of light in vacuum.

Каждой из длин

Figure 00000175
траекторий InS1K ставят в соответствие поверхность положения (ПП) основного КА S1, которая является поверхностью второго порядка - эллипсоидом вращения с фокусами, совпадающими с НРТС K и ЗС In соответственно.Each of the lengths
Figure 00000175
trajectories I n S 1 K put in correspondence the surface of position (PP) of the main spacecraft S 1 , which is a surface of the second order - an ellipsoid of revolution with foci coinciding with NRTS K and ZS I n, respectively.

Координаты точки пересечения трех ПП соответствуют искомым координатам основного КА x1, y1, z1 в момент времени t0. Таким образом, для однозначного одномоментного определения координат основного КА x1, y1, z1 необходимо наличие не менее трех ЗС.The coordinates of the point of intersection of the three PPs correspond to the sought coordinates of the main spacecraft x 1 , y 1 , z 1 at time t 0 . Thus, for an unambiguous one-time determination of the coordinates of the main spacecraft x 1 , y 1 , z 1 , at least three ES are required.

Для расчета координат КА x1, y1, z1 с использованием трех ЗС разработан алгоритм, схема которого представлена на фиг. 4.To calculate the spacecraft coordinates x 1 , y 1 , z 1 using three ES, an algorithm was developed, the diagram of which is shown in Fig. four.

На этапе 1 производят ввод исходных данных, в качестве которых выступают: момент времени измерения t0; координаты НРТС xK, yK, zK координаты смежного КА х2, у2, z2; координаты трех ЗС

Figure 00000176
и
Figure 00000177
временные задержки между радиосигналами принятыми от основного и смежного КА для каждой из выбранных ЗС
Figure 00000178
порог точности δ0 расчета координат основного КА.At stage 1, the initial data are entered, which are: the time of measurement t 0 ; coordinates of NRTS x K , y K , z K coordinates of the adjacent spacecraft x 2 , y 2 , z 2 ; coordinates of three ES
Figure 00000176
and
Figure 00000177
time delays between radio signals received from the main and adjacent spacecraft for each of the selected ES
Figure 00000178
accuracy threshold δ 0 for calculating the coordinates of the main spacecraft.

На этапе 2 рассчитывают длины

Figure 00000179
траекторий InS1K по формулам (Б.1, Б.2).Stage 2 calculates the lengths
Figure 00000179
trajectories I n S 1 K according to formulas (B.1, B.2).

На этапе 3 выбирают, на основе элементов Кеплеровой орбиты основного КА, координаты опорной точки

Figure 00000180
как первое приближение к координатам основного КА.At stage 3, based on the elements of the Kepler orbit of the main spacecraft, the coordinates of the reference point are selected
Figure 00000180
as the first approximation to the coordinates of the main spacecraft.

На этапе 4 рассчитывают длины

Figure 00000181
траекторий
Figure 00000182
при условии равенства координат основного КА координатам опорной точки
Figure 00000183
по формулам:In step 4, the lengths are calculated
Figure 00000181
trajectories
Figure 00000182
provided that the coordinates of the main spacecraft are equal to the coordinates of the reference point
Figure 00000183
by the formulas:

Figure 00000184
Figure 00000184

где

Figure 00000185
- расстояния от опорной точки
Figure 00000186
до n-й ЗС In,
Figure 00000187
- расстояние от опорной точки
Figure 00000188
до НРТС K,Where
Figure 00000185
- distance from the reference point
Figure 00000186
to the n-th ЗС I n ,
Figure 00000187
- distance from reference point
Figure 00000188
to NRTS K,

Расстояния

Figure 00000189
в свою очередь рассчитываются по формулам:Distances
Figure 00000189
in turn are calculated by the formulas:

Figure 00000190
Figure 00000190

Figure 00000191
Figure 00000191

На этапе 5 рассчитывают невязки k1, k2 и k3 как разницы между определенными на этапе 4 длинами

Figure 00000192
траекторий
Figure 00000193
и длинами
Figure 00000194
траекторий InS1K, определенными на этапе 2 соответственно:At step 5, the residuals k 1 , k 2 and k 3 are calculated as the differences between the lengths determined at step 4
Figure 00000192
trajectories
Figure 00000193
and lengths
Figure 00000194
trajectories I n S 1 K determined at stage 2, respectively:

Figure 00000195
Figure 00000195

Figure 00000196
Figure 00000196

Figure 00000197
Figure 00000197

На этапе 6 определяют поправки к координатам основного КА Δх1, Δу1, Δz1.At stage 6, corrections to the coordinates of the main spacecraft Δх 1 , Δу 1 , Δz 1 are determined.

Для определения поправок к координатам основного КА Δx1, Δу1, Δz1 предварительно формируют систему линейных уравнений при разложении в ряд Тейлора функций

Figure 00000198
с точностью до первых членов:To determine the corrections to the coordinates of the main spacecraft Δx 1 , Δу 1 , Δz 1 , a system of linear equations is preliminarily formed when the functions are expanded in the Taylor series
Figure 00000198
up to the first terms:

Figure 00000199
Figure 00000199

где частные производные рассчитываются согласно выражениямwhere partial derivatives are calculated according to the expressions

Figure 00000200
Figure 00000200

Figure 00000201
Figure 00000201

Figure 00000202
Figure 00000202

Figure 00000203
Figure 00000203

Figure 00000204
Figure 00000204

Figure 00000205
Figure 00000205

Решая систему линейных уравнений (Б.3) одним из известных методов, например, методом Крамера, получают поправки к координатам основного КА Δх1, Δу1, Δz1.Solving the system of linear equations (B.3) using one of the known methods, for example, the Cramer method, corrections to the coordinates of the main spacecraft Δх 1 , Δу 1 , Δz 1 are obtained.

На этапе 7 рассчитывают координаты новой опорной точки

Figure 00000206
At step 7, the coordinates of the new reference point are calculated
Figure 00000206

Figure 00000207
Figure 00000207

Этапы 4-7 в совокупности составляют первую итерацию. Далее итерации повторяют, используя каждый раз новую опорную точку, полученную на предыдущей итерации. Количество необходимых итераций зависит требуемой точности определения координат КА. С точностью определения координат КА напрямую связан шаг итерации dш.Steps 4-7 collectively make up the first iteration. Then the iterations are repeated, each time using a new reference point obtained at the previous iteration. The number of required iterations depends on the required accuracy of determining the spacecraft coordinates. The iteration step d w is directly related to the accuracy of determining the spacecraft coordinates.

На этапе 8 определяют шаг итерации dш как расстояние между текущей и предыдущей опорными точками:At step 8, the iteration step d w is determined as the distance between the current and previous reference points:

Figure 00000208
Figure 00000208

На этапе 8 сравнивают dш с порогом δ0, задаваемом на этапе 1.At stage 8, d w is compared with the threshold δ 0 set at stage 1.

Необходимое число итераций, как правило, составляет 2…4. В качестве координат основного КА х1, у1 и z1 выбирают значения координат опорной точки на последней итерации, вывод которых осуществляют на этапе 10.The required number of iterations, as a rule, is 2 ... 4. The coordinates of the main spacecraft x 1 , y 1 and z 1 are selected as the coordinates of the reference point at the last iteration, the output of which is carried out at step 10.

В общем случае, когда количество ЗС N>3, алгоритм определения координат основного КА остается прежним, с той лишь разницей, что система уравнений (Б.3) будет содержать более трех уравнений. Тогда такую систему уравнений решают, например, методом наименьших квадратов.In the general case, when the number of ES N> 3, the algorithm for determining the coordinates of the main spacecraft remains the same, with the only difference that the system of equations (B.3) will contain more than three equations. Then such a system of equations is solved, for example, by the least squares method.

Claims (4)

1. Способ определения ортогональных составляющих вектора скорости космического аппарата (КА) с использованием земных станций (ЗС), заключающийся в том, что размещают наземную радиотехническую станцию (НРТС) K на позиции с известными координатами xK, yK, zK, принимают в момент времени t0 с помощью НРТС K радиосигналы, переданные опорными реперными станциями (ОРС) и ретранслированные основным КА S1, вычисляют координаты х1, у1, z1 основного КА S1 в момент времени t0, на основе частотных сдвигов радиосигналов, известных координат НРСТ и ОРС, предварительно заданной частоте сдвига рабочей частоты основного КА
Figure 00000209
рассчитывают ортогональные составляющие вектора скорости основного КА
Figure 00000210
в момент времени t0, отличающийся тем, что дополнительно выбирают смежный КА S2 с известными значениями координат х2, у2, z2 и ортогональных составляющих вектора скорости
Figure 00000211
в момент времени t0 и заданной частотой сдвига
Figure 00000212
рабочей частоты, а в качестве ОРС используют выбранные ЗС In, размещенные на земной поверхности на позициях с известными координатами
Figure 00000213
, где n=1…N - номер ЗС, N≥3, вычисляют координаты основного КА х1, у1, z1, для каждой n-й ЗС In измеряют в НРТС K за счет корреляционной обработки радиосигналов значения номиналов частот
Figure 00000214
принятых радиосигналов после их ретрансляции основным КА S1 и смежным КА S2 соответственно, на основе известных координат НРТС xK, yK, zK, координат x2, y2, z2 и ортогональных составляющих вектора скорости
Figure 00000215
смежного КА S2 в момент времени t0, координат не менее трех ЗС
Figure 00000213
рассчитывают значения радиальных скоростей
Figure 00000216
смежного КА S2 относительно каждой из n-й ЗС In и НРТС K соответственно, используя измеренные значения номиналов частот
Figure 00000217
принятых радиосигналов n-х ЗС после их ретрансляции смежным КА S2, рассчитанные доплеровские сдвиги частот на входе
Figure 00000218
и на выходе
Figure 00000219
смежного КА S2 за счет его сближения или удаления с или от n-й ЗС In и НРТС K, заданную частоту сдвига рабочей частоты смежного КА
Figure 00000212
вычисляют значения номиналов частот, излучаемых каждой n-й ЗС fn, на основе известных координат НРТС xK, yK, zK, координат ЗС
Figure 00000220
и вычисленных координат основного КА х1, y1, z1 в момент времени t0 рассчитывают расстояния
Figure 00000221
от и n-х ЗС In и НРТС K до основного КА S1, причем ортогональные составляющие вектора скорости основного КА
Figure 00000222
вычисляют по известным координатам НРТС xK, yK, zK, координатам ЗС
Figure 00000220
и координатам смежного КА х2, у2, z2, известным ортогональным составляющим вектора скорости смежного КА
Figure 00000223
заданной частоте сдвига рабочей частоты основного КА
Figure 00000224
рассчитанным значениям номиналов частот излучаемых каждой n-й ЗС fn, расстояниям
Figure 00000225
от и n-х ЗС In и НРТС К до основного КА.
1. A method for determining the orthogonal components of the velocity vector of a spacecraft (SC) using earth stations (ES), which consists in placing a ground radio technical station (NRTS) K at a position with known coordinates x K , y K , z K , take in time t 0 using NRTS K radio signals transmitted by reference reference stations (OPC) and relayed by the main spacecraft S 1 calculate the coordinates x 1 , y 1 , z 1 of the main spacecraft S 1 at time t 0 , based on the frequency shifts of radio signals, known coordinates of NRST and ORS, a predetermined frequency of the shift of the operating frequency of the main spacecraft
Figure 00000209
calculate the orthogonal components of the velocity vector of the main spacecraft
Figure 00000210
at time t 0 , characterized in that the adjacent spacecraft S 2 with known values of coordinates x 2 , y 2 , z 2 and orthogonal components of the velocity vector is additionally selected
Figure 00000211
at time t 0 and a given shift frequency
Figure 00000212
operating frequency, and the selected ES I n are used as the OPC, located on the earth's surface at positions with known coordinates
Figure 00000213
, where n = 1 ... N is the number of the ES, N≥3, the coordinates of the main SC x 1 , y 1 , z 1 are calculated, for each n-th ES I n is measured in the NRTS K due to the correlation processing of radio signals the values of the nominal frequencies
Figure 00000214
of received radio signals after their retransmission by the main spacecraft S 1 and adjacent spacecraft S 2, respectively, based on the known coordinates of the NRTS x K , y K , z K , coordinates x 2 , y 2 , z 2 and orthogonal components of the velocity vector
Figure 00000215
adjacent spacecraft S 2 at time t 0 , coordinates of at least three ES
Figure 00000213
calculate the values of radial velocities
Figure 00000216
adjacent spacecraft S 2 relative to each of the n-th ES I n and NRTS K, respectively, using the measured values of the nominal frequencies
Figure 00000217
of the received radio signals of the n-th ES after their retransmission by the adjacent spacecraft S 2 , the calculated Doppler frequency shifts at the input
Figure 00000218
and at the exit
Figure 00000219
adjacent spacecraft S 2 due to its approach or removal from or from the n-th ES I n and NRTS K, the given frequency of the shift of the operating frequency of the adjacent spacecraft
Figure 00000212
calculate the values \ u200b \ u200bof the nominal frequencies emitted by each n-th ES f n , based on the known coordinates of the NRTS x K , y K , z K , the coordinates of the ES
Figure 00000220
and the calculated coordinates of the main spacecraft x 1 , y 1 , z 1 at time t 0, the distances are calculated
Figure 00000221
from and n-th ES I n and NRTS K to the main SC S 1 , and the orthogonal components of the velocity vector of the main SC
Figure 00000222
calculated by the known coordinates of the NRTS x K , y K , z K , the coordinates of the ZS
Figure 00000220
and the coordinates of the adjacent spacecraft x 2 , y 2 , z 2 , the known orthogonal components of the velocity vector of the adjacent spacecraft
Figure 00000223
the given frequency of the shift of the operating frequency of the main spacecraft
Figure 00000224
the calculated values of the nominal frequencies emitted by each n-th ES f n , distances
Figure 00000225
from and n-x ЗС I n and НРТС К to the main spacecraft.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смежный КА S2 выбирают такой, чтобы его диапазон частот на линии "вверх"
Figure 00000226
имел одинаковые участки с диапазоном частот на линии "вверх" основного КА
Figure 00000227
а зона покрытия смежного КА Ω2 пересекается с зоной покрытия основного КА Ω1.
2. The method according to claim 1, characterized in that the adjacent spacecraft S 2 is selected such that its frequency range on the uplink
Figure 00000226
had the same sections with the frequency range on the "up" line of the main spacecraft
Figure 00000227
and the coverage area of the adjacent spacecraft Ω 2 intersects with the coverage area of the main spacecraft Ω 1 .
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выбирают такие ЗС In, значения номиналов излучаемых частот fn которых входят в диапазоны частот на линии "вверх" основного КА
Figure 00000228
и смежного КА
Figure 00000229
а каждая ЗС In должна находится в зонах покрытия как основного КА Ω1, так и смежного КА Ω2, при этом взаимные расстояния
Figure 00000230
между n-й и m-й ЗС, где m=1…N, m≠n максимальны.
3. The method according to claim 1, characterized in that such ES I n are selected, the values of the nominal values of the radiated frequencies f n of which are included in the frequency ranges on the uplink of the main spacecraft
Figure 00000228
and adjacent spacecraft
Figure 00000229
and each ES I n must be located in the coverage areas of both the main spacecraft Ω 1 and the adjacent spacecraft Ω 2 , while the mutual distances
Figure 00000230
between the n-th and m-th ES, where m = 1… N, m ≠ n are maximum.
4. Способ определения координат космического аппарата (КА) с использованием земных станций (ЗС), заключающийся в том, что размещают наземную радиотехническую станцию (НРТС) K на позиции с известными координатами xK, yK, zK, выбирают начальные значения параметров орбиты основного КА S1, принимают в момент времени t0 с помощью НРТС K радиосигналы, переданные опорными реперными станциями (ОРС) и ретранслированные основным КА S1, на основе временных задержек радиосигналов системы вычисляют координаты основного КА х1, у1, z1 в момент времени t0, отличающийся тем, что дополнительно выбирают смежный КА S2 с известными координатами х2, y2, z2 в момент времени t0, а в качестве ОРС используют выбранные земные станции (ЗС) In, размещенные на земной поверхности на позициях с известными координатами
Figure 00000231
где n=1…N - номер ЗС, N≥3, для каждой n-й ЗС In измеряют в НРТС за счет корреляционной обработки радиосигналов значения временной задержки Δtn между принятыми радиосигналами после их ретрансляции основным и смежным КА соответственно, рассчитывают N значений длин
Figure 00000232
траекторий InS2K на основе известных координат ЗС
Figure 00000231
смежного КА x2, y2, z2 и НРТС xK, yK, zK, используя длины ,
Figure 00000232
траекторий InS2K, а также измеренные временные задержки Δtn, рассчитывают длины
Figure 00000233
траекторий InS1K, вычисляют координаты основного КА x1, y1, z1 на основе рассчитанных длин
Figure 00000233
траекторий InS1K, известных координат НРТС xK, yK, zK, ЗС
Figure 00000234
и смежного КА х2, у2, z2.
4. A method for determining the coordinates of a spacecraft (SC) using earth stations (ES), which consists in placing a ground radio technical station (NRTS) K at a position with known coordinates x K , y K , z K , select the initial values of the orbit parameters of the main spacecraft S 1 , receive at time t 0 using the NRTS K radio signals transmitted by reference reference stations (OPC) and relayed by the main spacecraft S 1 , based on the time delays of the radio signals of the system, the coordinates of the main spacecraft x 1 , y 1 , z 1 are calculated time t 0 , characterized in that the adjacent spacecraft S 2 with known coordinates x 2 , y 2 , z 2 at the time t 0 is additionally selected, and the selected earth stations (ES) I n located on the earth's surface are used as the OPC at positions with known coordinates
Figure 00000231
where n = 1 ... N is the number of the ES, N≥3, for each n-th ES I n is measured in the NRTS due to the correlation processing of radio signals the values of the time delay Δt n between the received radio signals after their retransmission by the main and adjacent spacecraft, respectively, N values are calculated lengths
Figure 00000232
trajectories I n S 2 K based on the known coordinates of the ES
Figure 00000231
adjacent spacecraft x 2 , y 2 , z 2 and NRTS x K , y K , z K , using the lengths,
Figure 00000232
trajectories I n S 2 K, as well as the measured time delays Δt n, calculate the lengths
Figure 00000233
trajectories I n S 1 K, the coordinates of the main spacecraft x 1 , y 1 , z 1 are calculated based on the calculated lengths
Figure 00000233
trajectories I n S 1 K, known coordinates of the NRTS x K , y K , z K , ЗС
Figure 00000234
and adjacent spacecraft x 2 , y 2 , z 2 .
RU2020136699A 2020-11-06 2020-11-06 Method for determining orthogonal components of velocity vector and method for determining space vehicle coordinates using earth stations RU2750228C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020136699A RU2750228C1 (en) 2020-11-06 2020-11-06 Method for determining orthogonal components of velocity vector and method for determining space vehicle coordinates using earth stations

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020136699A RU2750228C1 (en) 2020-11-06 2020-11-06 Method for determining orthogonal components of velocity vector and method for determining space vehicle coordinates using earth stations

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2750228C1 true RU2750228C1 (en) 2021-06-24

Family

ID=76504747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020136699A RU2750228C1 (en) 2020-11-06 2020-11-06 Method for determining orthogonal components of velocity vector and method for determining space vehicle coordinates using earth stations

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2750228C1 (en)

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5745072A (en) * 1996-09-20 1998-04-28 The Johns Hopkins University Method and apparatus for precise noncoherent doppler tracking of a spacecraft
US5878034A (en) * 1996-05-29 1999-03-02 Lockheed Martin Corporation Spacecraft TDMA communications system with synchronization by spread spectrum overlay channel
WO2002079800A1 (en) * 2001-03-29 2002-10-10 Ses Astra S.A. Ranging system for determining ranging information of a spacecraft
EP1777159A1 (en) * 2005-10-20 2007-04-25 Astrium GmbH Arrangement and method for determining position and attitude of a flight vehicle, in particular of a space vehicle
RU2401437C2 (en) * 2008-09-16 2010-10-10 Сорокин Виктор Леонидович Method of determining distance between spacecraft and stations
RU2508558C2 (en) * 2008-07-24 2014-02-27 Сес Астра С.А. Spacecraft position estimating system and method
RU2525343C1 (en) * 2013-05-27 2014-08-10 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") Method for simultaneous determination of six motion parameters of spacecraft when making trajectory measurements and system for realising said method
RU2526401C1 (en) * 2013-05-07 2014-08-20 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") Method for radar doppler angular measurements of spacecraft and system for realising said method
RU2652603C1 (en) * 2017-06-20 2018-04-27 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Method of determining parameters of artificial satellite orbit of the earth
RU2660676C1 (en) * 2017-01-17 2018-07-09 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Doppler measurement of aircraft speed
RU2702098C1 (en) * 2018-07-25 2019-10-04 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Method of determining orbit parameters of an artificial earth satellite using receiving reference benchmark stations
RU2708883C1 (en) * 2018-10-01 2019-12-12 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Method of determining orbit parameters of an artificial earth satellite using receiving-transmitting supporting reference stations

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5878034A (en) * 1996-05-29 1999-03-02 Lockheed Martin Corporation Spacecraft TDMA communications system with synchronization by spread spectrum overlay channel
US5745072A (en) * 1996-09-20 1998-04-28 The Johns Hopkins University Method and apparatus for precise noncoherent doppler tracking of a spacecraft
WO2002079800A1 (en) * 2001-03-29 2002-10-10 Ses Astra S.A. Ranging system for determining ranging information of a spacecraft
EP1777159A1 (en) * 2005-10-20 2007-04-25 Astrium GmbH Arrangement and method for determining position and attitude of a flight vehicle, in particular of a space vehicle
RU2508558C2 (en) * 2008-07-24 2014-02-27 Сес Астра С.А. Spacecraft position estimating system and method
RU2401437C2 (en) * 2008-09-16 2010-10-10 Сорокин Виктор Леонидович Method of determining distance between spacecraft and stations
RU2526401C1 (en) * 2013-05-07 2014-08-20 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") Method for radar doppler angular measurements of spacecraft and system for realising said method
RU2525343C1 (en) * 2013-05-27 2014-08-10 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") Method for simultaneous determination of six motion parameters of spacecraft when making trajectory measurements and system for realising said method
RU2660676C1 (en) * 2017-01-17 2018-07-09 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Doppler measurement of aircraft speed
RU2652603C1 (en) * 2017-06-20 2018-04-27 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Method of determining parameters of artificial satellite orbit of the earth
RU2702098C1 (en) * 2018-07-25 2019-10-04 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Method of determining orbit parameters of an artificial earth satellite using receiving reference benchmark stations
RU2708883C1 (en) * 2018-10-01 2019-12-12 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Method of determining orbit parameters of an artificial earth satellite using receiving-transmitting supporting reference stations

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
S. P. Panko, M. S. Tsimbal Measuring the speed of the spacecraft // Research Naukograda. 2015, N 4 (14), p. 25-29. *
V. V. Sevidov and A. O. Chemarov Determination of the coordinates of repeater satellites in the differential-range-finding geolocation system // Izvestia of higher educational institutions of Russia. Radio electronics. 2015, N 3, p. 41-47. *
ПАНЬКО С.П., ЦИМБАЛ М.С. Измерение скорости космического аппарата // Исследования Наукограда. 2015 г., N 4(14), с. 25-29. СЕВИДОВ В.В., ЧЕМАРОВ А.О. Определение координат спутников-ретрансляторов в разностно-дальномерной системе геолокации // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2015 г., N 3, с. 41-47. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2702098C1 (en) Method of determining orbit parameters of an artificial earth satellite using receiving reference benchmark stations
RU2708883C1 (en) Method of determining orbit parameters of an artificial earth satellite using receiving-transmitting supporting reference stations
RU2593274C2 (en) Method and system for determining time changes in retransmission and propagation of signals used for measuring distance, synchronising actuators and georeferencing
RU2652603C1 (en) Method of determining parameters of artificial satellite orbit of the earth
US11237277B2 (en) Techniques for determining geolocations
AU2012245010A1 (en) Process and system to determine temporal changes in retransmission and propagation of signals used to measure distances, syncronize actuators and georeference applications
RU2525343C1 (en) Method for simultaneous determination of six motion parameters of spacecraft when making trajectory measurements and system for realising said method
RU2750228C1 (en) Method for determining orthogonal components of velocity vector and method for determining space vehicle coordinates using earth stations
RU2749878C1 (en) Method for determining orthogonal components of velocity vectors and method for determining coordinates of two space vehicles using earth stations
RU2750753C1 (en) Method for determining orthogonal components of velocity vector and method for determining space vehicle coordinates using earth stations
RU2750983C1 (en) Method for determining orthogonal components of velocity vectors and method for determining coordinates of two space vehicles using earth stations
Park et al. Evolution of PAU/PARIS End-to-end Performance Simulator (P 2 EPS) towards GNSS reflectometry, radio occulation and Scatterometry simulator (GEROS-SIM)
RU2788518C1 (en) Method for determining the orthogonal components of the velocity vector of a spacecraft using earth stations and a radiating key reference station
RU2801257C1 (en) Method for determining the orthogonal components of the velocity vector of a spacecraft using an earth station and a radiating reference reference station
RU2803662C1 (en) Method for determining coordinates of spacecraft using earth stations and emitting benchmark station
RU2805667C1 (en) Method for determining coordinates of spacecraft using earth stations and emitting benchmark station
RU2787890C1 (en) Method for determining the coordinates of two space vehicles using earth stations and a radiant reference station
RU2791153C1 (en) Method for determining the orthogonal components of the velocity vectors of two spacecraft using earth stations and a radiating reference station
İbrahim et al. TDOA based tracking measurement for geo satellites orbit determination: evaluation for the satellite operators
Kaufmann et al. Signal transceiver transit times and propagation delay corrections for ranging and georeferencing applications
RU2679890C1 (en) Method for determining location of user terminal by means of a satellite-repeater in a low near-earth orbit
RU2684740C1 (en) Method of determining location of subscriber terminal by means of at least two satellite converters on low oriental orbit
RU2444752C1 (en) Assessment system of interference immunity of navigation circuit of artificial earth satellite (aes)
Vilnrotter et al. Ranging and Imaging of Spacecraft with the Deep-Space Network's High-Gain Antennas
Cretcher Ionospheric effects in NAVSTAR GPS