Вторая лабораторная работа
Описание файла
Документ из архива "Вторая лабораторная работа", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "радиолокация и радиотехника" из 10 семестр (2 семестр магистратуры), которые можно найти в файловом архиве РТУ МИРЭА. Не смотря на прямую связь этого архива с РТУ МИРЭА, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лабораторные работы", в предмете "радиолокационные и радионавигационные системы" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Вторая лабораторная работа"
Текст из документа "Вторая лабораторная работа"
5
| | ||||
| МИНОБРНАУКИ РОССИИ | ||||
| Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики" МГТУ МИРЭА
| ||||
| Факультет Радиотехнических и телекоммуникационных систем (РТС) | ||||
| Кафедра радиолокации и радионавигации | ||||
| Лабораторная работа№2 | |
| по дисциплине | |
| «Радиолокационные и радионавигационные системы» | |
| «Определение дальности на основе эффекта Допплера в спутниковых системах радионавигации» | |
| Студент группы РРМ-2-13 (учебная группа) | Маслов С.А. (Ф.И.О. студента) |
| Руководитель должность, звание, ученая степень | Охинченко А.П. доцент. |
| Работа представлена к защите | «__»_______201___ г. |
(подпись студента) |
| «__»_______201___ г. | (подпись руководителя) |
Москва 2014
Цель работы:
-
Изучение методики определения дальности на основе эффекта Допплерав спутниковых системах радионавигации
-
Знакомство с построением графических зависимостей в MathCad.
Основные определения и формулы:
-
Частота радиосигнала, воспринимаемая приемником от движущегося объекта, при V\C<< 1, где V- скорость движения объекта, C- скорость света.
f = f0(1 - (V/C)* cosψ) , (1)
f0 - частота, излучаемая объектом;
ψ= π -θ, cos θ = - cosψ - углы (рисунок 1)
ИСЗ
t
=0 V
VR
H
R
наблюдатель
L
Рис. 1
Из (1) получим для разности частот сигналов, воспринимаемого наблюдателем, и излучаемого движущимся объектом:
df = f –f0 = f0 *(V/C) *cos θ = (V/l0 )*cosθ = (VR/l0 ) (2)
λ0 – длина волны, соответствующая частоте f0,
VR = V* cos θ - радиальная скорость движения объекта,
При угле 0< θ < π/2 происходит сближение объекта с наблюдателем, частота df >0 , l< l0, что соответствует фиолетовому смещению длины волны.
При угле π/2 < θ< π происходит удаление объекта от наблюдателя, df < 0, l > l0, что соответствует красному смещению длины волны.
Для расстояния между движущимся объектом и наблюдателем на Земле:
R(t) = [(H2 + L2 )]1/2 = [(H2 + Vt)2]1/2 (3)
Для радиальной скорости имеем:
VR (t) = dR/dt =( ½)* (H2 +V2t )-1/2 *V2 *2*t = (V2t )/ (H2 +V2t )-1/2 (4)
Из (2), с учетом (4)получим для изменения частоты сигнала в зависимости от скорости движения объекта:
df(t) = (λ/λ0)*(dR/dt) = - (λ/λ0)*(V2 *t)/ [(H2 + Vt)2]1/2 (5)
На основании (1)…(5) в среде MathCad составляется программа. В программе следующие обозначения:
V- скорость движения ИСЗ в км/сек;
H- высота орбиты ИСЗ в км;
λ- длина волны сигнала, излучаемого ИСЗ, в м;
t- время в сек;
θg- угол в градусах;
VR- радиальная скорость в км/сек;
R- расстояние между ИСЗ и наземным наблюдателем в км;
df- изменение частоты, воспринимаемое наземным наблюдателем в кГц;
- Сопоставив 2 графика R(t) и df(t) , можно определить расстояние между ИСЗ и наземным наблюдателем в данный момент времени.
3. Задание:
1. Рассчитать по программе и построить графики изменения радиальной скорости, угла наблюдения, допплеровского сдвига частоты и расстояния в зависимости от времени прохождения ИСЗ над наземным наблюдателем.
2.Сопоставить изменение частоты сигнала, воспринимаемого наземным наблюдателем, с расстоянием до ИСЗ и построить соответствующий график.
3. Как с помощью 3-х навигационных ИСЗ определить координаты наземного наблюдателя.
Исходные данные - Вариант №3:
V = 10км/сек;
Н = 1600 км;
λ = 0,23 м
Заключение: в результате выполнения работы получено знакомство с методикой определения дальность ИСЗ на основе эффекта Доплера.
