Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Шебшаевич В.С. Радиотехнические методы и средства контроля траекторий искусственных спутников Земли и космических ракет

.pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
4.7 Mб
Скачать

- 92 -

Вается за счет коррекции,.вводимой на каждом обороте по управляющим сиг­ налам, посылаемым е Земли.

Т а и т ©бравом вея орбита оказы­ вается кал бы ©цифрованной этими сиг­ налами, причем какому-либо значению частоты соответствует определенное время и определенное положение спутни­ ка на орбите» Но так как орбитаполюе нал и круговая и полный период обраще­ ния соответствует равномерному измене­ нию географической широты ИСЗ на 360°, то оцифровка по времени является в некотором масштабе и оцифровкой по географической широте.

Информация, заключенная в часто­ те повторения, используется для опре­ деления географической широты спутни­ ка. Можно составить таблицу, дающую

соответствие

между частотой повторения

и временем,

истекшим после пересече­

ния

спутником экватора,

или , что то

же

самое,-географической

широтой»

И тогда, измерив частоту повторения импульсных сигналов,можно непосредст­ венно определить широту.

- 93 -

Долгота спутника определяется так. Зная закономерность обращения спутни­ ка по орбите, можно заранее предска­

зать,

в какое время и на какой

долго­

те Л э

спутник будет

начинать

каждый

новый оборот, считая

началом оборота

прохождение его через экватор с севе­

ра на юг. Известно, далее,

что

за

вре­

мя одного оборота ДОЗ с высотой

 

 

1000 км, т .е .

за время

105

минут,

Зем­

ля повернется

примерно

на

26°,

следо­

вательно за одну минуту долгота спут­ ника будет меняться на SA.= 'f5/ . Поэтому, добавляя к начальной долготе Лэ поправку S b t на время, истек­ шее с начала оборота, можно найти те­

кущую долготу Л спутника

:

k c = h } + $ K - i

(% ) '

В помощь расчетам составляются таблицы следующего вида. В первой из них (таблица I) для каждого ЙСЗ ука­ зываются времена t 9 и долготы начал оборотов.

 

 

 

-

94

-

Таблица

I

ИСЗ- 1

 

 

ПС 3 - 2

 

и с з - з

/ , « 1 0 0 , 2

МГЦ

, Л

- ю е » х м гц

^ » i o o f o М гц

к

 

 

 

 

 

:

 

 

 

^ • • • » » I

 

»« • г •

♦ • ♦ ♦ •

 

»* » • !

• t • •

* * * * •.

1 3 . 2 0

 

1 7 0 ° *

0 7 . 5 0

 

115 ® 8

0 4 . 0 0

6 0 б 3

• • • • • • •

 

« « • • •

* • • • *

 

 

* • * ♦

• • * • 0

Вторая таблица (таблица 2) дает ©вязь

частота

повторения

^

,

времени ©т напала

©борота

t

, широта спутника <рс

и долгот­

ной поправки

£ Х ’£*

 

Таблица

2

 

 

 

 

 

 

Fn

 

^ ( мин)

 

</с

,

SX ‘ t

50,00

 

 

0

 

 

0

 

 

0’

50,05

 

 

I

 

 

3°42*ш

 

0°15’

54,50

 

 

90

 

 

43°19:’еи 24®4б*

54,55

 

 

91

 

 

39°54*еш

25°0l’

54,60

 

 

92

 

 

36®29, *И 25*16*

- 95 -

Таким образам, принимая с игнали спутника, определяя частоту Fn и располагая часами, можно с помощь® подобных таблиц определить координа­ ты ИСЗ в любой момент времени»

Описанная ваш© методика переда­ чи с борта ИСЗ информации о его коор­ динатах предполагает, как видно, что при моделировании орбиты используются достоверные значения ее элементов» Расчет элементов орбиты основывается на измерениях наземных контрольных средств, от точности которых зависит эта достоверность» Однако возможно оценивать достоверность сообщаемых координат и без применения специаль­ ных измерительных комплексов. Для,,

этого нужно, кроме использования переда­ ваемой -со- спутника информации о его коордщШтах, анализировать изменение допплеров­ ской частоты сигналов спутника^.

Б самом деле, если располагать приемным пунктом, географические координаты которого точно известны и использовать сигналы спутника для

- 96 -

извлечения из них информации о положе­ нии приемного пункта относительно спутника, то в результате этого нетруд но оценить, верны ли сообщенные со спутника его координаты. При этом ин­ формация об. относительных координатах приемного пункта получается из наблю­ дений за допплеровским смещением час­

тоты. Способ этот состоит в следующем

/ в / .

Принимая сигналы с ИСЗ, наблюда­ ют за изменением допплеровского сме­ щения частоты и фиксируют момент, ког­ да допплеровский сдвиг Fd будет ра­ вен нулю. Условие Fd - 0 означает, что радиальная составляющая скорости отсутствует и наблюдатель находится на перпендикуляре к траектории спут­ ника. Но так как орбита - полярная, то широта наблюдателя (если он не слишком удален от спутника) оказы­

вается

равной широте

спутника

vc ,

т .е . :

 

 

 

 

 

 

 

 

Ун-

.

 

 

(if?)

Если

известное

 

заранее

значение

У>н

соответствует

 

широте

У>с

, полу­

ченной

из

таблицы 2

 

в результате

 

- 97

-

определения

ч а с т о т

следования импуль­

сов, то это

будет свидетельствовать

о достоверности одной из сообщаемых

со спутника

координат.

Достоверность

второй координаты

оценивается так. Прослеживая за изме­

нением

допплеровской частоты, опреде­

ляют ее

производную -

fi'J

. Но

с

производной p j

при известных

скорос­

ти v

и длине

волны

Л

однозначно

связана величина кратчайшего расстоя~ ния от ИСЗ до наблюдателя - (формула 37). Поскольку наблюдатель

оказался

на

перпендикуляре к орбите,

а орбита

-

полярная, расстояние %

откладывается в направлении географи­ ческой параллели. Для удобства на­

клонное

расстояние Ъ0

пересчитыва­

ют в расстояние по параллели,

выра­

жаемое

разностью долгот

л Л

наблюда­

теля и спутника, й тогда долгота на­ блюдателя может быть найдела как сум­ ма :

 

 

 

' К ~

Х с^' л Х

(48)

где

Л с-

долгота

спутника,

определя­

емая

из

таблиц

I

и 2 в соответствии

с (46),

а

л „ -

долгота наблюдателя.

*“ 98 ■*

Если при этом найденное значение Ас+д а соответствует фактической долготе наблюдательного пункта, тс сообщаемая

со

спутника его вторая координата -

-

такие достоверна.

 

Для определения д Л используют

график, где разность долгот выражена непосредственно в виде функции от производной F j „ На рис.18 показана геометрическая' связь «между наклонной дальностью 20 и разностью долгот

А А .

С

Рис*16* К нахождению зависимости Д А = / Р о ) ■

99 -

На эхом рисунке дано сечение Земли плоскостью, перпендикулярной к плос­

кости орбиты. Высота спутника -

h.

f

его

географические координаты

 

и Х с

f

(координаты подспутниковой

точки

с

) , а также наклонная дальность

Ъ0

- известны.

Требуется выразить

д Л

(угол НОС ) через радиус Земли

R

,

высоту

и наклонную дальность £0 .

По формулам решения косоугольных

 

треугольников можно найти :

 

 

& k - 2 c i 2 c t g

Связь наклонной дальности и произ­ водной от допплеровской частоты была получена выше (формула 43) :

к

V £

(50)

к

Совместное решение (49) и (50) дает искомую зависимоеть :

(5 1 )

- 100 -

Используя зависимость (51), мож­ но рассчитать графи* А) , ко­ торый будет тлеть место по истечении различного времени от момента прохож­ дения Ftf через нуль* Такой график показан на р и е .19»

Рис*19График зависимости

i

Выше графика показана схема, поясня­ ющая как изменяемся видимая часть траектории спутника с увеличением разности долгот л Л .

Если при приеме сигналов ИСЗ проследить, до какой величины возрас­

тет

F

за интервал, например, ГО сек

20

сек

и т .д ., то © помощью графика

можно

непосредственно

найти разность

долгот.

 

 

Следует отметить,

что методика

сообщения спутником своих координат и способ оценки их достоверности при­ ведены в упрощенном изложении, без учета некоторых дополнительных факто­ ров.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ