Файл: Шебшаевич В.С. Радиотехнические методы и средства контроля траекторий искусственных спутников Земли и космических ракет.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 36
Скачиваний: 0
- 4-2 -
Рассмотренный выше фазометрический принцип позволяет пеленговать ЙСЗ в пре делах всего рабочего сектора контрольной станции. Как видно, для этого требуется сравнительно сложная аппаратура и гро моздкие антенные системы.
Для наблюдений за ЙСЗ в большом числе контрольных пунктов (как профессио нальных, так и любительских) применяют ся менее сложные по принципу и конструк тивному выполнению фазовые радиопеленгаторные станции / б / .
Такие устройства имеют всего две антенны, соответствующие антеннам Ag и
рисунка & . Подобная антенная база позволяет измерять только одну координа ту. При ориентации базы в направлении запад-восток будет определяться только cosji . Отсчет при этом будет, многознач
ным. Однако, при |
работе таких станций |
в комплексе с основным оборудованием |
|
неоднозначность |
исключается. |
Особенность упрощенных станций состоит в том, что они регистрируют фа зовый сдвиг сигналов, наведенных в ан теннах, не непрерывно, а отмечают дис кретно лишь некоторые характерные фазо
вые соотношения. В этом случае аппарату ра значительно упрощается, так как надоб ность собственно в фазометрическом кана ле отпадает .
Р и с.5 иллюетрирует'способ дискрет ных фазовых измерений. Сигналы от антенн через гибридное кольцо длиной 1,5 A f l S j подаются на два приемника. Между точками подключения антенн и входов приемников подобраны такие расстояния, что на первый приемник снимается сумма сигналов, а на второй - их разность. При движении ИСЗ амплитуды напряжений на входах приемни ков будут меняться в соответствии с изме нением разности фаз сигналов от антенн. При этом нули напряжения на первом прием
ном входе будут при разности фаз |
Ч-7 |
* |
|||||
**(2n+'f)JT |
, |
где |
п |
« 0 , 1 , 2 . . . , |
а на |
|
|
втором приемном входе |
- при разности |
фаз |
|||||
V - 2 n J l |
, |
где |
И |
= 0 , 1 , 2 , . . . |
|
|
|
|
После |
детектирования на выходах |
|||||
приемников нули напряжения будут наблю |
|||||||
даться |
всякий |
раз, когда разность фаз сос |
|||||
тавит |
Ч7 * пТГ, |
|
|
|
|
||
|
Таким образом, устройство будет |
||||||
регистрировать фазовые сдвиги дискретно |
|||||||
через |
каждые |
180°. |
|
|
|
|
Рис«5. К способу дискретных фазовых измерений.
Наряду с этим между измеряемым параметром.и амплитудами выходных сигнал
•ловимеет место линейная зависимость в интервале примерно лЧ1 » - 30° вблизи нулей. Это предоставляет возможность по лучения отсчетов также и вблизи нулей,
-45 -
аименно в интервалах, разностей фаз от.
>30° до |
+30°., от ,150° .до 210°^ от ^30° |
о 390° |
и так далее. |
2 . Раэностно-далъномерные системы. . . <
. Для траекторного контроля при запуске ИСЗ и космических ракет можно применять разно стно-дал ьномерные методы.. С по мощью фазовой методики такая задача можёт быть-решена путем использования бортовых передатчиков незатухающих коле баний и наземных -приемных иункто в, при чем навигационные отсчеты.должны сни маться в результате сравнения фаз коле баний, принимаемых в этих наземных пунктах. Сложность такого способа определяется тем, что сравнению подлежат колебания, выделяемые в различных пунк тах (следовательно, их нужно как-то ' передавать на фазометр и учитывать воз никающие при этой передаче дополнитель ные фазовые сдвиги). Эту задачу возмож но решить.при фазовых измерениях на высокой частоте. Однако при измерениях на низких частотах она решается значи тельно проще.
-ц -
Фазовые системы для определения коорди нат самолёта с земли были впервые разработа ны в Советском Союзе [ 2 J и представляли собой вариант разностно-далъномерных сис
тем с некогереитной работой наземных станций. Впоследствии ца подобном прин
ципе была основана |
работа |
системы |
||||||
"Рейдист-Е" |
/ 8 |
/ |
♦ |
|
|
|
||
Рассмотрим |
принцип действия |
таких |
||||||
систем |
(р и с .6 |
) . Передатчик, установлен |
||||||
ный на |
борту, |
излучает |
незатухающие |
|||||
колебания частоты |
СО4 |
. В |
трех |
назем |
||||
ных пунктах А,В и Д , |
образующих |
базы |
||||||
I и П, эти колебания принимаются, соот |
||||||||
ветственно, |
с |
фазовыми |
сдвигами |
: |
||||
' у * - ч / * - ■ ? / ; |
у » |
^ |
|
|||||
и |
- |
у , (* |
- |
$ J |
■ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(24) |
В одном из |
наземных пунктов, напри |
мер, в пункте А, находится вспомогатель ный передатчик частоты cj 9 отличающей ся от частоты бортового передатчика на низкую частоту J2 : Ц = J2
Его колебания также принимаются в назем-
47
Рис. а . К принципу действия разностно-дальномерной системы.
ных пунктах Й , В и Д , куда они при ходят с фиксированными фазовыми сдвига
ми ■
' * » • * * { * * / ? ] ' - * * - * * ' , ■ |
(25) |
и Удг = Ч ( t - f 1] - 4 < - ^ а » .
В каждом.из наземных пунктов выде ляются колебания частоты биений Я .. Фазы этих низкочастотных колебаний зави сят от переменных расстояний *z , t .
вь д :
^^ = & “ Ч ^ + 4 , (26)
|
|
|
- |
49 |
- |
|
|
|
|
Полученные в каждом из наземных |
|||||||||
пунктов |
колебания частоты |
|
Q |
ретранс |
|||||
лируются затем с помощью передатчиков |
|||||||||
частот |
|
, *со8 и |
о)д , |
модулируемых |
|||||
амллитудно |
этой |
частотой |
Q |
, в пункт |
|||||
измерений |
Е |
на |
расстояния |
2 „е |
* г , , |
||||
и Ъюв |
f |
в результате чего |
возникают |
||||||
дополнительные, но фиксированные фазо |
|||||||||
вые сд ви га: |
|
|
|
|
|
|
|
||
й£ |
|
|
|
" |
.. |
|
Q z d s |
|
|
С |
|
> |
0 |
so ^ |
|
с |
^Яъо ' |
||
.В пункте |
измерений |
Е |
|
амплитуд- |
|||||
но-модулированные сигналы принимаются, |
|||||||||
соответственно, |
приемниками частот |
соЙ 9 |
|||||||
и СОэ |
и детектируются. |
После |
этого |
||||||
низкочастотные напряжения попарно по |
|||||||||
даются на фазометры баз® I |
и |
базы П. |
|||||||
О помощью фазометров |
регистрируются |
||||||||
разности |
фаз |
|
|
% |
и |
Уя ~ |
* |
г«Ня*°~ ъ*Н*я«г V)
= |
i 0 n s i > |
- |
50 - |
|
vt - г ( v **)+ |
+ |
% „ ) = |
= ^ ( г !>- г />) + const, |
(27) |
Таким образом находятся две гипер болические поверхности положения. Для определения пространственного положе ния объекта нужны по крайней мере три поверхности положения. Третью поверх ность может дать третья база, для обра зования которой комплект наземных стан ций, рассмотренным выше, требуется до полнить третьей боковой станцией. Прин цип измерений по третьей базе такой же, как и по первым двум. Выражение для измеряемой разности фаз У/17 аналогич но выражениям для % и ,<^/7 в формуле
(2 7 ).
Пропускная способность такой сис темы ограничена. В рассмотренном случае может быть обслужен всего один подвиж ный объект. Однако имеется возможность путем небольшого разноса частот борто вых передатчиков и применения системы фильтрации полученной серии различаю-
- 51 -
A
щихся по частоте низкочастотных колеба ний увеличить пропускную способность в несколько раз.
Вспомогательные приемники и фазомет ры можно располагать в любом заранее известном пункте.
Если размеры баз I и П будут значителъ но меньше, чем расстояния от станций до объекта, то разностно-дальномерная система превратится в систему угломерную - фазо
метрический радиопеленгатор. t
3. Даяьномерные системы
Рассмотренные выше фазовые разност- но-дальномерные системы контроля обла дают тем преимуществом, что не требуют ретрансляции сигналов на борту спутника, или ракеты. Однако геометрия поверхнос
тей положения у |
таких |
систем хуже, чем |
||
у систем |
дальномерных. Ввиду |
этого |
||
даяьномерные средства |
контроля |
нашли |
||
большее применение. |
|
|
||
На р и с . 7 |
изображена схема рабо^ |
|||
ты одного |
из вариантов |
фазовой дальне- |