37. Радіотехнічні спостереження

Радіотехнічні методи спостережень вимагають оснащення як наземних станцій (приймачів), так і супутників спеціальною радіотехнічною апаратурою. Радіотехнічні методи дали можливість створити радіонавігаційні супутникові системи, які складаються із станцій спостереження, що розміщені в різних точках земної кулі, серій супутників із спеціальною апаратурою, станцій вводу

інформації, служби часу та єдиного обчислювального центру.

При вимірюванні віддалей до супутників можливе застосування як імпульсних, так і фазових методів спостереження.

Часові методи реалізовані в імпульсних системах вимірювання віддалей. В їх основі лежить вимірювання часу проходження імпульсним радіосигналом невідомої віддалі.

При цьому на приймачі розташованому на земній поверхні повинна відбуватися фіксація сигналу в момент випромінювання його передавачем супутника.

Фазовий метод використовують у віддалемірних та різницево-віддалемірних системах. Величиною, яка вимірюється в даному методі, є фазовий зсув, що утворюється різницею фаз сигналів на шляху «супутник – станція», або відносна фазова затримка двох сигналів, які пройшли віддалі різної величини.

Серед радіотехнічних методів спостереження супутників найширше розповсюджений також метод, заснований на використанні ефекту Доплера. Він полягає в тому, що частота радіосигналу, який приймається, змінюється при русі джерела сигналу відносно приймача. Така зміна частот називається доплерівською частотою. Тобто, визначення віддалі відбувається при порівнянні результатів переміщення джерела електромагнітних коливань із зміненою частотою в порівнянні

з вихідною.

38. Допплерівські спостереження

Серед радіотехнічних методів спостереження супутників найширше розповсюджений також метод, заснований на використанні ефекту Доплера. Він полягає в тому, що частота радіосигналу, який приймається, змінюється при русі джерела сигналу відносно приймача. Така зміна частот називається доплерівською частотою. Тобто, визначення віддалі відбувається при порівнянні результатів переміщення джерела електромагнітних коливань із зміненою частотою в порівнянні

з вихідною. При доплерівських спостереженнях розрізняють запитний і беззапитний способи, а також спосіб, який базується на роботі за відбитим від поверхні супутника сигналом.

При запитному методі порівнюються частоти, що випромінюються наземним передавачем і

перевипромінюються прийомно-передавальною апаратурою супутника.

При спостереженні супутників, як правило, застосовують беззапитний спосіб, який полягає в наступному. Передавач, розташований на супутнику, випромінює високостабільні

коливання f1 і вони приймаються в пункті спостережень з частотою f2.

Залежність f2 від f1 визначається співвідношенням:

де r v - радіальна швидкість супутника; - швидкість супутника відносно пункту спостережень.

Оскільки ця швидкість є нерівномірною, то необхідно f2 виправити поправкою за різницю гравітаційних потенціалів на наземному пункті та супутнику. Вони вводяться при високоточних вимірюваннях.Величина

є малою. Якщо розкласти в ряд вирази

і обмежитись двома членами розкладу, то

Практичне значення мають два способи вимірювання у беззапитному методі – диференціальний (рис. 5.1) та інтегральний. В диференціальному способі вимірюють різницю частот на протязі всього часу знаходження супутника в зоні радіовидимості пункту спостережень.

Інтегральний спосіб спостережень реалізований за такою ж схемою. Різниця тільки в тому, що вимірювач частоти замінений інтегратором, який виконує за певним інтервалом

часу підрахунок числа частоти биття сигналу. Це дозволяє визначити різницю віддалей «станція-супутник» за певний інтервал часу.

1 – приймач

2 – змішувач

3 – опорний

генератор

4 – вимірювач

частоти

5 – годинник

6 – реєстратор

Рис. 5.1 Схема диференціального способу