RU2791153C1 - Способ определения ортогональных составляющих векторов скорости двух космических аппаратов с использованием земных станций и излучающей опорной реперной станции - Google Patents

Способ определения ортогональных составляющих векторов скорости двух космических аппаратов с использованием земных станций и излучающей опорной реперной станции Download PDF

Info

Publication number
RU2791153C1
RU2791153C1 RU2022109074A RU2022109074A RU2791153C1 RU 2791153 C1 RU2791153 C1 RU 2791153C1 RU 2022109074 A RU2022109074 A RU 2022109074A RU 2022109074 A RU2022109074 A RU 2022109074A RU 2791153 C1 RU2791153 C1 RU 2791153C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oka
ska
iors
prts
spacecraft
Prior art date
Application number
RU2022109074A
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Николаевич Агиевич
Владислав Викторович Андросов
Игорь Леонидович Жбанов
Дмитрий Анатольевич Журавлев
Роман Петрович Калуцкий
Владимир Витальевич Севидов
Григорий Александрович Фокин
Владислав Евгеньевич Харченко
Original Assignee
федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная орденов Жукова и Ленина Краснознаменная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная орденов Жукова и Ленина Краснознаменная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная орденов Жукова и Ленина Краснознаменная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации
Application granted granted Critical
Publication of RU2791153C1 publication Critical patent/RU2791153C1/ru

Links

Images

Abstract

Изобретение относится к области космонавтики, а именно к технике выполнения траекторных измерений и определения параметров орбиты космического аппарата (КА), и может быть использовано на наземных и бортовых комплексах управления полетом КА для точного определения текущих параметров движения КА. Техническим результатом является повышение точности определения ортогональных составляющих векторов скорости основного космического аппарата (ОКА) и смежного космического аппарата (СКА). Способ определения векторов скорости ОКА
Figure 00000101
и СКА
Figure 00000102
включает излучение в момент времени t0 тестового радиосигнала излучающей опорной реперной станции (ИОРС) со значением номинала частоты fн, измерение в приемной радиотехнической станции (ПРТС) номиналов частот тестового радиосигнала ИОРС
Figure 00000103
и
Figure 00000104
после его ретрансляции ОКА и СКА соответственно, измерение для каждой n-й земной станции (ЗС) с известными координатами xIn, yIn, zIn, где n=1…N - номер ЗС, N≥4, значений номиналов частот
Figure 00000105
и
Figure 00000106
принятых радиосигналов после их ретрансляции ОКА и СКА соответственно, расчет ортогональных составляющих векторов скорости ОКА
Figure 00000107
и СКА
Figure 00000108
на основе измеренных частотных сдвигов радиосигналов системы. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относятся к области космонавтики, а именно к технике выполнения траекторных измерений и определения параметров орбиты космического аппарата (КА), и может быть использовано на наземных и бортовых комплексах управления полетом КА для точного определения текущих параметров движения КА.
Известен способ определения ортогональных составляющих вектора скорости КА [1]. Для реализации данного способа последовательно выполняют следующие действия:
размещают на позициях с известными координатами приемную радиотехническую станцию (ПРТС) и не мене трех передающих опорных реперных станций (ПОРС);
принимают и записывают радиосигналы КА совместно с метками времени с помощью ПРТС и указанных ПОРС в момент времени t0;
передают из каждой ПОРС в ПРТС записанные радиосигналы КА совместно с метками времени;
с помощью корреляционной обработки измеряют значения частотных сдвигов между радиосигналами, записанными ПРТС и каждой из ПОРС;
рассчитывают разности радиальных скоростей КА относительно ПРТС и каждой из ПОРС;
вычисляют составляющие вектора скорости КА, используя указанные разности радиальных скоростей.
К недостатку способа [1] относят относительно-невысокую точность определения ортогональных составляющих вектора скорости КА, обусловленную необходимостью синхронной записи радиосигналов КА с помощью ПРТС и не менее трех ПОРС.
Известен способ определения ортогональных составляющих вектора скорости КА [2]. Для реализации данного способа последовательно выполняют следующие действия:
размещают на позициях с известными координатами приемопередающую радиотехническую станцию (ППРТС) и не мене двух излучающих опорных реперных станций (ИОРС);
в момент времени to синхронно излучают тестовые радиосигналы с помощью ППРТС и указанных ИОРС;
принимают и записывают тестовые радиосигналы после их ретрансляции КА с помощью ППРТС и указанных ИОРС;
с помощью корреляционной обработки измеряют значения частотных сдвигов между переданными и принятыми радиосигналами для ППРТС и каждой из ИОРС;
рассчитывают радиальные скорости КА относительно ППРТС и каждой из ИОРС;
передают из каждой ИОРС в ППРТС рассчитанное значение радиальной скорости;
вычисляют ортогональные составляющие вектора скорости КА используя рассчитанные радиальные скорости.
К недостатку способа [2] относят относительно-невысокую точность определения ортогональных составляющих вектора скорости КА, обусловленную необходимостью синхронной излучения и записи тестовых радиосигналов К А с помощью ППРТС и не менее двух ИОРС.
Из известных способов наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемого способа по технической сущности является способ определения ортогональных составляющих векторов скорости двух КА [3]. Для реализации данного способа последовательно выполняют следующие действия:
размещают ПРТС К на позиции с известными координатами,
выбирают основной космический аппарат (ОКА) и смежный космический аппарат (СКА) с неизвестными координатами;
принимают в момент времени to с помощью НРТС радиосигналы, переданные выбранными земными станциями (ЗС) In, размещенными на позициях с известными координатами xIn, yIn, zIn, где n=1…N - номер ЗС, N≥6;
измеряют значения номиналов частот радиосигналов ЗС после их ретрансляции ОКА и СКА;
вычисляют составляющие вектора скорости ОКА используя указанные расстояния и частотные сдвиги радиосигналов системы.
Недостатком способа прототипа [3] является относительно-невысокая точность определения ортогональных составляющих векторов скорости двух КА, обусловленная отсутствием возможности выбора нужного количества ЗС с максимальными взаимными удалениями.
Техническим результатом при использовании заявленного способа является повышение точности определения ортогональных составляющих векторов скорости ОКА и СКА за счет совместного использования земных станций и ИОРС.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе определения ортогональных составляющих вектора скорости КА (по патенту №2749878) включающим: размещение ПРТС на позиции с известными координатами xK, yK, zK, выбор начальных значений параметров орбит ОКА и СКА, имеющих общий участок диапазона частот линии "вверх" и пересекающиеся зоны покрытия, выбор земных станций, значения номиналов излучаемых частот которых входят в диапазоны частот линии "вверх" ОКА и СКА и каждая из ЗС находится одновременно в зонах покрытия ОКА и СКА, прием в момент времени t0 с помощью ПРТС радиосигналы, переданные земными станциями и ретранслированные ОКА и СКА, вычисление ортогональных составляющих векторов скорости ОКА
Figure 00000001
и СКА
Figure 00000002
в момент времени /0 на основе частотных сдвигов радиосигналов системы, а также известных координат ПРТС и ЗС, дополнительно устанавливают на земной поверхности ИОРС на позиции с известными координатами xH, yH, zH, принадлежащими одновременно зонам покрытия ОКА и СКА в момент времени t0. Вычисляют координаты ОКА х1, y1, z1 и СКА х2, у2, z2 в момент времени t0.
Излучают в момент времени t0 тестовый радиосигнал ИОРС со значением номинала частоты fH. Принимают тестовый радиосигнал с помощью ПРТС после его ретрансляции ОКА и СКА. Измеряют в ПРТС К за счет корреляционной обработки радиосигналов номиналы частот тестового радиосигнала ИОРС
Figure 00000003
и
Figure 00000004
после его ретрансляции ОКА и СКА соответственно.
Для каждой n-й ЗС с известными координатами xIn, yIn, zIn, где n=1…N - номер ЗС, N≥4, измеряют в ПРТС К за счет корреляционной обработки радиосигналов значения номиналов частот
Figure 00000005
и
Figure 00000006
принятых радиосигналов после их ретрансляции ОКА и СКА соответственно.
На основе известных координат ПРТС xK, yK, zK, ИОРС xH, yH, zH, ЗС xIn, yIn, zIn и вычисленных координат ОКА х1, у1, z1 и СКА х2, y2, z2 в момент времени t0 рассчитывают расстояния
Figure 00000007
от и n-х ЗС, ИОРС и ПРТС до ОКА и СКА соответственно,
Вычисляют ортогональные составляющие векторов скорости ОКА
Figure 00000008
и СКА
Figure 00000009
по известным координатам ПРТС xK, yK, zK, ИОРС xH, yH, zH, ЗС xIn, yIn, zIn, заданным сдвигам рабочей частоты ОКА
Figure 00000010
и СКА
Figure 00000011
, вычисленным координатам ОКА x1, y1, z1 и СКА х2, у2, z2 в момент времени t0, измеренным значениям номиналов частот тестового радиосигнала ИОРС
Figure 00000012
и
Figure 00000013
после его ретрансляции ОКА и СКА соответственно, измеренным значениям номиналов частот
Figure 00000014
и
Figure 00000015
принятых радиосигналов после их ретрансляции ОКА и СКА соответственно, расстояниям
Figure 00000016
и
Figure 00000017
от и n-х ЗС, ИОРС и ПРТС до ОКА и СКА соответственно.
Выбирают земные станции и устанавливают ИОРС так, чтобы взаимные расстояния между n-й и m-й ЗС, где m=1…N, m≠n и расстояния между n-й ЗС и ИОРС были максимальными.
Значение номинала излучаемой частоты fH тестового радиосигнала входит в диапазоны частот линии "вверх" для ОКА и СКА.
Выбирают земные станции и устанавливают ИОРС так, чтобы взаимные расстояния между n-й и m-й ЗС, где m=1…N, m≠n и расстояния между n-й ЗС и ИОРС были максимальными.
Значение номинала излучаемой частоты fH тестового радиосигнала входит в диапазоны частот на линии "вверх" для ОКА и СКА.
Благодаря перечисленной новой совокупности существенных признаков, за счет использования ПРТС K на позиции с известными координатами xK, yK, zK, ИОРС Н на позиции с известными координатами xH, yH, zH, ЗС In, размещенных на земной поверхности на позициях с известными координатами xIn, yIn, zIn, где n=1…N - номер ЗС, N≥4, а также известных координат ОКА х1, у1, z1 и СКА x2, у2, z2 в момент времени t0 достигается цель изобретения: повышение точности определения ортогональных составляющих векторов скорости ОКА и СКА.
Заявленные изобретения поясняются чертежами, на которых показаны:
на фиг. 1 - структурная схема системы определения ортогональных составляющих векторов скорости двух КА - ОКА и СКА с использованием четырех ЗС и ИОРС;
на фиг. 2 - схема алгоритма расчета ортогональных составляющих векторов скорости ОКА и СКА с использованием четырех ЗС и ИОРС;
на фиг. 3 - схема выбора ЗС, выбора значения номинала частоты тестового радиосигнала ИОРС с учетом диапазонов частот линии "вверх" ОКА и СКА, а также номиналов излучаемых частот ЗС;
на фиг. 4 - схема выбора ЗС и выбора района установки ИОРС с учетом зон покрытия ОКА и СКА;
на фиг. 5 - пример схемы топологии размещения двух ЗС и ИОРС.
Теория полета КА, или, как ее еще называют, астродинамика, небесная механика, космическая баллистика, основана на законах И. Кеплера и законе всемирного тяготения И. Ньютона.
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].
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 ОКА и СКА. С помощью этих элементов ориентируют приемные антенны НРСТ на ОКА и СКА. Кроме того элементы Кеплеровой орбиты КА служат для устранения двузначности определения координат ОКА и СКА.
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.
Более точно движение КА описывается с помощью возмущенной орбиты [4, 5], которая задается:
каноническими параметрами КА, включающими координаты КА х1, у1, z1 и ортогональные составляющие вектора его скорости
Figure 00000018
в начальный момент времени t0,
факторами, приводящими к отклонениям КА от идеальной (Кеплеровой) орбиты и называемыми возмущающими факторами.
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.
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.
Таким образом, определение ортогональных составляющих векторов скорости ОКА
Figure 00000019
и СКА
Figure 00000020
в начальный момент времени t0 с высокой точностью является важной задачей, которая решена в заявленном техническом решении.
На фиг. 1 цифрами обозначены: 1 - ОКА; 1.1 - расстояние между ОКА и первой ЗС
Figure 00000021
; 1.2 - расстояние между ОКА и ПРСТ
Figure 00000022
; 1.3 - вектор скорости ОКА
Figure 00000023
; 1.4 - угол
Figure 00000024
между направлениями на первую ЗС и вектором
Figure 00000025
; 1.5 - угол
Figure 00000026
между направлением на НРТС и векторами
Figure 00000027
; 1.6 - радиальная скорость ОКА в направлении первой ЗС
Figure 00000028
; 1.7 - радиальная скорость ОКА в направлении ПРТС
Figure 00000029
; 2 - СКА; 2.1 - расстояние между СКА и первой ЗС
Figure 00000030
; 2.2 - расстояние между СКА и ПРСТ
Figure 00000031
; 2.3 - вектор скорости ОКА
Figure 00000032
; 2.4 - угол
Figure 00000033
между направлениями на первую ЗС и вектором
Figure 00000034
; 2.5 - угол
Figure 00000035
между направлением на НРТС и векторами
Figure 00000036
; 2.6 - радиальная скорость СКА в направлении первой ЗС
Figure 00000037
; 2.7 - радиальная скорость СКА в направлении ПРТС
Figure 00000038
; 3 - ПРСТ K; 4 - ИОРС H; 5 - линия горизонта; 6.1 - первая ЗС I1; 6.2 - вторая ЗС I2; 6.3 - третья ЗС I3; 6.4 - четвертая ЗС I4.
Система определения ортогональных составляющих векторов скорости ОКА
Figure 00000039
и СКА
Figure 00000040
в момент времени t0 содержит: ПРТС K с известными координатами xK, yK, zK, ИОРС Н с известными координатами xH, yH, zH, а также N≥4 выбранных ЗС In, n=1…N (см. фиг. 1) на позициях с известными координатами xIn, yIn, zIn, излучающие радиосигналы в направлении ОКА и СКА. Кроме того, предполагается, что координаты ОКА х1, у1, z1 и СКА х2, у2, z2 - рассчитаны в соответствии с одним из известных способов [1-3].
Для каждой n-й ЗС возможно ввести обозначения:
Figure 00000041
- расстояния между ОКА S1 и n-й ЗС In;
Figure 00000042
- расстояния между СКА S2 и n-й ЗС In;
Figure 00000043
-радиальные скорости ОКА S1 в направлении на n-ю ЗС In,
Figure 00000044
- радиальные скорости СКА S2 в направлении на n-ю ЗС In,
Figure 00000045
- углы между направлениями на n-ю ЗС и векторами
Figure 00000046
соответственно. Для ИОРС возможно ввести обозначения:
Figure 00000047
- расстояние между ОКА S1 и ИОРС Н;
Figure 00000048
- расстояние между СКА S2 и ИОРС Н;
Figure 00000049
- радиальная скорость ОКА S1 в направлении на ИОРС Н,
Figure 00000050
- радиальная скорость СКА S2 в направлении ИОРС Н,
Figure 00000051
- углы между направлениями на ИОРС Н и векторами
Figure 00000052
соответственно.
На фиг. 1 помимо ИОРС Н представлено четыре ЗС, как минимально необходимое количество ЗС для однозначного одномоментного определения ортогональных составляющих векторов скорости ОКА
Figure 00000053
и СКА
Figure 00000054
по предлагаемому способу.
Основополагающей предпосылкой настоящего изобретения является наличие помимо ОКА S1, через который организуется канал связи между земными станциями, СКА S2, который способен ретранслировать те же самые радиоизлучения что и ОКА, но с большим ослаблением и другой частотой переноса. Таким образом, возможно получение за счет корреляционной обработки радиосигналов значения номиналов частот
Figure 00000055
принятых радиосигналов после их ретрансляции ОКА S1 и СКА S2 соответственно для каждой из выбранных n-й ЗС In. Кроме того, в настоящем изобретении используют значения номиналов частот
Figure 00000056
принятого тестового радиосигнала, предварительно излученного ИОРС H на частоте fH, после его ретрансляции ОКА S1 и СКА S2 соответственно.
Для определения ортогональных составляющих векторов скорости ОКА
Figure 00000057
и СКА
Figure 00000058
в момент времени t0 используют значения номиналов частот
Figure 00000059
принятых радиосигналов после их ретрансляции ОКА S1 и СКА S2 соответственно, обусловленные различными радиальными скоростями ОКА и СКА относительно каждой из n-й ЗС In и ПРСТ K [6]. Дополнительно используются значения номиналов частот
Figure 00000060
и
Figure 00000061
, обусловленные различными радиальными скоростями ОКА и СКА относительно ИОРС H и ПРСТ K.
Для одномоментного и однозначного определения ортогональных составляющих векторов скорости ОКА и СКА по заявляемому способу необходимо использование ИОРС и четырех ЗС. Дальнейшее увеличение количества ЗС будет приводить к повышению точности определения ортогональных составляющих векторов скорости ОКА и СКА без изменения сущности заявляемого способа.
В качестве примера в приложении А представлен алгоритм определения ортогональных составляющих вектора скорости ОКА и СКА с использованием четырех ЗС In и ИОРС H. Выходными результатами представленного алгоритма выступают ортогональные составляющие векторов скорости ОКА
Figure 00000062
и СКА
Figure 00000063
в момент времени t0.
В качестве примера в приложении Б представлен алгоритм определения координат ОКА х1, у1, z1 и СКА х2, у2, z2 с использованием четырех ЗС In и ИОРС H. Выходными результатами представленного алгоритма выступают координаты ОКА х1, y1, z1 и СКА х2, у2, z2 в момент времени t0.
На фиг. 3 в качестве примера представлена схема выбора ЗС, а также номинала частоты излучения тестового радиосигнала ИОРС fH с учетом диапазонов частот на линии "вверх" ОКА
Figure 00000064
и СКА
Figure 00000065
, а также диапазонов частот ЗС F1…F12, расположенных в районах зон покрытия ОКА
Figure 00000066
и СКА
Figure 00000067
. По оси абсцисс на фиг. 5 отложены частоты f, по оси ординат - амплитуды А.
Анализ схемы (фиг. 3) показывает, что в диапазон частот на линии "вверх" ОКА
Figure 00000068
входят диапазоны частот ЗС F1…F11, а в диапазон частот на линии "вверх" СКА
Figure 00000069
входят диапазоны частот F3…F12 ЗС. Таким образом, одновременно в диапазоны частот на линии "вверх" ОКА
Figure 00000070
и СКА
Figure 00000071
, входят диапазоны частот ЗС F1…F11. На схеме (фиг. 5) введены обозначения указанных ЗС - I1…I9, а также значений номиналов их излучаемых частот - f1…f7.
В качестве номинала частоты излучения тестового радиосигнала ИОРС fH выбрана средняя частота диапазона F11, поскольку, в диапазоны частот на линии "вверх" для ОКА и СКА.
На фиг. 4 в качестве примера представлена схема выбора ЗС с учетом зон покрытия ОКА Ω1 и СКА Ω2.
На фиг. 4 цифрами обозначены: 1.3 - зона покрытия ОКА Ω1; 2.3 - зона покрытия ОКА Ω2; 4 - ИОРС H; 6.1 - первая ЗС I1; 6.2 - вторая ЗС I2; 6.3 -третья ЗС I3; 6.4 - четвертая ЗС I4; 6.5 - пятая ЗС I5; 6.6 - шестая ЗС I6; 6.7 - седьмая ЗС I7; 6.8 - восьмая ЗС I8; 6.9 - девятая ЗС I9, 6.10 - десятая ЗС I10; 6.11 - одиннадцатая ЗС I11; 6.12 - двенадцатая ЗС I12.
Анализ схемы (фиг. 4) показывает, что в зоне покрытия ОКА Ω1 находятся ЗС I1, I2, I3, I4, I5, I6 и ИОРС H, а в зоне покрытия СКА Ω2 находятся ЗС I1, I2, I3, I4, I5, I6 и ИОРС H. Таким образом, одновременно в зонах покрытия ОКА Ω1 и СКА Ω2 находятся ЗС I1, I2, I3, I4, I5 и ИОРС H.
При выборе ЗС учитывают топологию размещения всех ЗС In и ИОРС H от которой зависит точность определения координат ОКА x1, y1, z1 и СКА x2, y2, z2. Под топологией размещения ЗС In и ИОРС понимают их взаимное расположение на поверхности Земли. При этом в качестве важных показателей при выборе ЗС выступают взаимные расстояния
Figure 00000072
между n-й и m-й ЗС, где m=1…N, m≠n и расстояния
Figure 00000073
между n-й ЗС и ИОРС, которые должны быть максимальными.
На фиг. 5 в качестве примера представлена схемы топологии размещения четырех ЗС I1, I2, I3, I4 и ИОРС Н для определения координат ОКА х1, у1, z1 и СКА х2, у2, z2. Указанные ЗС выбирались исходя из сопоставления позиционных районов ЗС и ИОРС отображенных на фиг. 3 и фиг. 4, так, что бы взаимные расстояния
Figure 00000074
и
Figure 00000075
были максимальными.
На фиг. 5 цифрами обозначены: 4 - ИОРС Н; 5 - линия горизонта; 6.1 - первая ЗС I1; 6.2 - вторая ЗС I2; 6.3 - третья ЗС I1; 6.4 - четвертая ЗС I2; 7.1 - расстояние между ИОРС и первой ЗС
Figure 00000076
; 7.2 - расстояние между ИОРС и второй ЗС
Figure 00000077
; 7.3 - расстояние между ИОРС и третьей ЗС
Figure 00000078
; 7.4 - расстояние между ИОРС и четвертой ЗС
Figure 00000079
; 7.5 - расстояние между первой и второй ЗС
Figure 00000080
; 7.6 - расстояние между второй и третьей ЗС
Figure 00000081
; 7.7 - расстояние между первой и четвертой ЗС
Figure 00000082
.
Имитационное моделирование на основе программ для ЭВМ [7, 8] заявленных способов показало возможность повышения точности определения ортогональных составляющих вектора скорости ОКА
Figure 00000083
по сравнению со способом прототипом на 10…15% (в зависимости от топологии сравниваемых систем).
Источники информации
1. Агиевич С.Н., Беспалов В.Л., Дедовская ЭТ., 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.
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 №2018134855от 01.10.18.
3. Севидов В.В. Способ определения ортогональных составляющих векторов скоростей и способ определения координат двух космических аппаратов с использованием земных станций. Патент на изобретение №2749878, опубл. 18.06.2021. Бюл. №17.
4. Машбиц Л.М. Компьютерная картография и зоны спутниковой связи, - 2-е изд., перераб и доп. - М.: Горячая линия - Телеком, 2009. - 236 с.
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.
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.
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.
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.

Claims (3)

1. Способ определения ортогональных составляющих векторов скорости двух космических аппаратов с использованием земных станций (ЗС) и излучающей опорной реперной станции (ИОРС), заключающийся в том, что размещают приемную радиотехническую станцию (ПРТС) на позиции с известными координатами xK, yK, zK, выбирают начальные значения параметров орбит основного космического аппарата (ОКА) и смежного космического аппарата (СКА), имеющих общий участок диапазона частот линии "вверх" и пересекающиеся зоны покрытия, выбирают земные станции, значения номиналов излучаемых частот которых входят в диапазоны частот линии "вверх" ОКА и СКА и каждая из ЗС находится одновременно в зонах покрытия ОКА и СКА, принимают в момент времени t0 с помощью ПРТС радиосигналы, переданные земными станциями и ретранслированные ОКА и СКА, на основе частотных сдвигов радиосигналов системы, а также известных координат ПРТС и ЗС, вычисляют ортогональные составляющие векторов скорости ОКА
Figure 00000084
и СКА
Figure 00000085
в момент времени t0, отличающийся тем, что дополнительно устанавливают на земной поверхности ИОРС на позиции с известными координатами xH, yH, zH, принадлежащими одновременно зонам покрытия ОКА и СКА в момент времени t0, вычисляют координаты ОКА х1, у1, z1 и СКА х2, у2, z2 в момент времени t0, излучают в момент времени t0 тестовый радиосигнал ИОРС со значением номинала частоты fH, принимают тестовый радиосигнал с помощью ПРТС после его ретрансляции ОКА и СКА, измеряют в ПРТС за счет корреляционной обработки радиосигналов номиналы частот тестового радиосигнала ИОРС
Figure 00000086
и
Figure 00000087
после его ретрансляции ОКА и СКА соответственно, для каждой n-й ЗС с известными координатами xIn, yIn, zIn, где n=1…N - номер ЗС, N≥4, измеряют в ПРТС за счет корреляционной обработки радиосигналов значения номиналов частот
Figure 00000088
и
Figure 00000089
принятых радиосигналов после их ретрансляции ОКА и СКА соответственно, на основе известных координат ПРТС xK, yK, zK, ИОРС xH, yH, zH, ЗС xIn, yIn, zIn и вычисленных координат ОКА x1, y1, z1 и СКА x2, y2, z2 в момент времени t0 рассчитывают расстояния
Figure 00000090
и
Figure 00000091
от и n-х ЗС, ИОРС и ПРТС до ОКА и СКА соответственно, вычисляют ортогональные составляющие векторов скорости ОКА
Figure 00000092
и СКА
Figure 00000093
по известным координатам ПРТС xK, yK, zK, ИОРС xH, yH, zH, ЗС xIn, yIn, zIn, заданным сдвигам рабочей частоты ОКА
Figure 00000094
и СКА
Figure 00000095
, вычисленным координатам ОКА x1, y1, z1 и СКА х2, у2, z2 в момент времени t0, измеренным значениям номиналов частот тестового радиосигнала ИОРС
Figure 00000096
и
Figure 00000097
после его ретрансляции ОКА и СКА соответственно, измеренным значениям номиналов частот
Figure 00000098
и
Figure 00000099
принятых радиосигналов после их ретрансляции ОКА и СКА соответственно, расстояниям
Figure 00000100
от и n-х ЗС, ИОРС и ПРТС до ОКА и СКА соответственно.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выбирают земные станции и устанавливают ИОРС так, чтобы взаимные расстояния между n-й и m-й ЗС, где m=1…N, m≠n и расстояния между n-й ЗС и ИОРС были максимальными.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что значение номинала излучаемой частоты fH тестового радиосигнала входит в диапазоны частот линии "вверх" для ОКА и СКА.
RU2022109074A 2022-04-05 Способ определения ортогональных составляющих векторов скорости двух космических аппаратов с использованием земных станций и излучающей опорной реперной станции RU2791153C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2791153C1 true RU2791153C1 (ru) 2023-03-03

Family

ID=

Citations (8)

* 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
US5995039A (en) * 1996-09-20 1999-11-30 The Johns Hopkins University Method and apparatus for precise noncoherent doppler tracking of a spacecraft
RU2526401C1 (ru) * 2013-05-07 2014-08-20 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") Способ радиотехнических доплеровских угломерных измерений космического аппарата и система для осуществления данного способа
RU2599984C1 (ru) * 2015-07-07 2016-10-20 Закрытое акционерное общество "Радиотехнические и Информационные Системы воздушно-космической обороны" (ЗАО "РТИС ВКО") Разностно-дальномерный способ и наземно-космическая система измерения пространственных координат летательных аппаратов по сигналам радиоизлучения их бортового радиоэлектронного оборудования
RU2708883C1 (ru) * 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 Способ определения параметров орбиты искусственного спутника земли с использованием приемо-передающих опорных реперных станций
RU2749456C1 (ru) * 2020-08-11 2021-06-11 Общество с ограниченной ответственностью "Специальный Технологический Центр" Способ определения местоположения земной станции спутниковой связи по ретранслированному сигналу
RU2749878C1 (ru) * 2020-11-06 2021-06-18 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Способ определения ортогональных составляющих векторов скоростей и способ определения координат двух космических аппаратов с использованием земных станций
CN113067622A (zh) * 2021-02-25 2021-07-02 上海卫星工程研究所 复合场景多源信号发生自主校偏装置及方法

Patent Citations (8)

* 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
US5995039A (en) * 1996-09-20 1999-11-30 The Johns Hopkins University Method and apparatus for precise noncoherent doppler tracking of a spacecraft
RU2526401C1 (ru) * 2013-05-07 2014-08-20 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") Способ радиотехнических доплеровских угломерных измерений космического аппарата и система для осуществления данного способа
RU2599984C1 (ru) * 2015-07-07 2016-10-20 Закрытое акционерное общество "Радиотехнические и Информационные Системы воздушно-космической обороны" (ЗАО "РТИС ВКО") Разностно-дальномерный способ и наземно-космическая система измерения пространственных координат летательных аппаратов по сигналам радиоизлучения их бортового радиоэлектронного оборудования
RU2708883C1 (ru) * 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 Способ определения параметров орбиты искусственного спутника земли с использованием приемо-передающих опорных реперных станций
RU2749456C1 (ru) * 2020-08-11 2021-06-11 Общество с ограниченной ответственностью "Специальный Технологический Центр" Способ определения местоположения земной станции спутниковой связи по ретранслированному сигналу
RU2749878C1 (ru) * 2020-11-06 2021-06-18 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Способ определения ортогональных составляющих векторов скоростей и способ определения координат двух космических аппаратов с использованием земных станций
CN113067622A (zh) * 2021-02-25 2021-07-02 上海卫星工程研究所 复合场景多源信号发生自主校偏装置及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ПАНЬКО С.П., ЦИМБАЛ М.С. Измерение скорости космического аппарата // Исследования Наукограда. 2015 г., N 4(14), сс. 25-29. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220159609A1 (en) Determining emitter locations
RU2708883C1 (ru) Способ определения параметров орбиты искусственного спутника земли с использованием приемо-передающих опорных реперных станций
US9075126B2 (en) Ground location inertial navigation geopositioning system (groundlings)
ES2371120T3 (es) Sistema y procedimiento de estimación de posición de nave espacial.
RU2593274C2 (ru) Способ и система для определения временных изменений при повторной передаче и распространении сигналов, используемых для измерения расстояний, синхронизирования исполнительных механизмов и выполнения геопривязки
CN102859901A (zh) 地理位置调节点波束交叠
US10215850B2 (en) Orbital determination (OD) of geosynchronous satellites
US20200264318A1 (en) Techniques for determining geolocations
KR20150110309A (ko) 위성 컨스텔레이션을 이용한 간섭 지리위치 지정 시스템 및 방법
RU2791153C1 (ru) Способ определения ортогональных составляющих векторов скорости двух космических аппаратов с использованием земных станций и излучающей опорной реперной станции
RU2787890C1 (ru) Способ определения координат двух космических аппаратов с использованием земных станций и излучающей опорной реперной станции
RU2788518C1 (ru) Способ определения ортогональных составляющих вектора скорости космического аппарата с использованием земных станций и излучающей опорной реперной станции
RU2801257C1 (ru) Способ определения ортогональных составляющих вектора скорости космического аппарата с использованием земной станции и излучающей опорной реперной станции
RU2525343C1 (ru) Способ одновременного определения шести параметров движения космического аппарата при проведении траекторных измерений и система для его реализации
RU2803662C1 (ru) Способ определения координат космического аппарата с использованием земных станций и излучающей опорной реперной станции
RU2749878C1 (ru) Способ определения ортогональных составляющих векторов скоростей и способ определения координат двух космических аппаратов с использованием земных станций
RU2750983C1 (ru) Способ определения ортогональных составляющих векторов скоростей и способ определения координат двух космических аппаратов с использованием земных станций
RU2750753C1 (ru) Способ определения ортогональных составляющих вектора скорости и способ определения координат космического аппарата с использованием земных станций
RU2750228C1 (ru) Способ определения ортогональных составляющих вектора скорости и способ определения координат космического аппарата с использованием земных станций
RU2805667C1 (ru) Способ определения координат космического аппарата с использованием земных станций и излучающей опорной реперной станции
RU2715422C1 (ru) Способ определения координат источника радиоизлучения в трехмерном пространстве динамической системой радиоконтроля
RU2679890C1 (ru) Способ определения местоположения абонентского терминала с помощью спутника-ретранслятора на низкой околоземной орбите
RU2684740C1 (ru) Способ определения местоположения абонентского терминала с помощью не менее двух спутников-ретрансляторов на низкой околоземной орбите
KR100712238B1 (ko) 정지궤도 위성의 상대위치보정을 위한 지상 제어 방법
RU2783257C1 (ru) Способ и система определения относительного положения летательных аппаратов