ОКП_и_МРЭС_Лаб_3 (1084978)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ,

ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ОСНОВЫ

КОМПЬЮТЕРНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

И МОДЕЛИРОВАНИЯ РЭС

Лабораторная работа «Определение дальности

на основе эффекта Доплера в спутниковых

системах радионавигации»

1. Цель работы

1. Изучение методики определения дальности на основе эффекта Доплера в спутниковых системах радионавигации.

2. Знакомство с построением графических зависимостей в MathCAD.

1. Основные определения и формулы

Эффект Доплера состоит в изменении частоты сигнала, в том числе и радиосигнала, воспринимаемого приемником в зависимости от скорости движении объекта относительно наблюдателя. Этот эффект используется для определения расстояния между двигающимся объектом - искусственным спутником Земли (ИСЗ) - и наземным наблюдателем. Определив такие расстояния относительно трех ИСЗ, можно рассчитать координаты местоположения наблюдателя на Земле. Данный принцип лежит в основе работы спутниковых систем радионавигации.

Частота радиосигнала, воспринимаемая приемником от движущегося объекта, при V/C << 1, где V - скорость движения объекта, C- скорость света:

, (1)

где f₀ – частота, излучаемая объектом,

 =  - , cos  = - cos  – углы определяемые согласно рис.2.1.

Рис.2.1

Из (1) получим для разности частот сигналов, воспринимаемого наблюдателем и излучаемого движущимся объектом:

, (2)

где ₀ – длинна волны, соответствующая частоте f₀,

V_R = V cos  – радиальная скорость движения объекта (рис.1).

При угле 0<Θ≤(π∕2) происходит сближение объекта с наблюдателем, частота Δf>0 или λ<λ₀ , что соответствует так называемому фиолетовому смещению длины волны.

При угле (π∕2)<Θ≤π происходит удаление объекта от наблюдателя, частота Δf<0 или λ>λ₀ , что соответствует так называемому красному смещению длины волны.

Для расстояния между движущимся объектом и наблюдателем на Земле запишем:

. (3)

Для радиальной скорости имеем:

. (4)

Из (2) с учетом (4) получим для изменения частоты сигнала в зависимости от скорости движения объекта:

. (5)

Таким образом, по изменению частоты принимаемого сигнала можно судить об изменении радиальной скорости движения объекта, что, в свою очередь, при известной высоте H объекта - искусственного спутника Земли (ИСЗ) - позволяет определить расстояние между наблюдателем, находящимся на Земле, и ИСЗ.

На основании полученных формул (1) - (5) на языке "MathCad" составлена программа (рис.2.2), позволяющая произвести подобные расчеты. В программе приняты следующие обозначения:

V- скорость движения ИСЗ в км/с ;

H- высота орбиты ИСЗ в км ;

λ - длина волны сигнала, излучаемая ИСЗ в м ;

t - время в секундах,

ΘG - угол  (рис.2.1) в градусах;

VR - радиальная скорость в км/с ;

R - расстояние между ИСЗ и наземным наблюдателем в км;

Df -изменение частоты, воспринимаемой наземным наблюдателем, в кГц.

Сопоставив два графика: R(t) и Df(t) можно определить расстояние между ИСЗ и наземным наблюдателем в данный момент времени.

2

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лабораторной работы