Вейцель В.А. Радиосистемы управления (2005) (1151989), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Одвако оно резко усиливается при малых углах Е, когда края главного лепестка диаграммы оказываются направленными иа поверхность Земля. Если главный лепесток диаграммы не захватывает излучения мощных дискретных источников и направлен под большим углом к горизонту, то Т = 10...20 К. Земля имеет Т, = 300 К. Поэтому бортовая антенна, главный лепесток диаграммы яапревленности которой не выходит за зги пределы, принимает шумы с Т вЂ” 300 К. Индустриальные помехи — нежелательный побочный продукт работы разнообразной злектроаппаратуры — ваблюлаются в диапазоне частот 1000 Гц ...
1000 МГц. Максимальная шггенсивнссгь их в промышленных районах на несколько порядков выше интенсивности космических щупов. Влияние их ослабляют разумным выбором места наземных пунктов н тщательным вкранированием аппаратуры. По приведенным ранее выражениям рассчитывается зяергетический потенциал раднолиний Земля — КА и КЛ вЂ” Земля. Если в контуре управления используется спутннк-ретранслятор (см. рис. 2.12), в котором производится обработка принимаемых сигналов, включая их модуляцию, то расчет всех радиолиний производится независимо один от другого по этим же формулам. Если же СР ретранслирует сиглалы без обработки, т. е.
только усиливает и преобразует частоту прннятьпс сигналов, то расчет знергетического потенциала светавшая радиолиний (Земля — СР— КЛ и КА — СР— Земля) ввскозько усложняется. Дело в том, что при рзгравсляции сигвала без обработки излучаемая передатчиком ретранслятора мощность Р пропорционально делится на переизлучение полезного сигнала, имеющего на входе приемника ретранслятора мощность Р,и и переизлучение шумов ретранслятора, имеющих мощность О,ЛГ Здесь С г — спектральная плотность в~умов приемника ретранслятора, приведенная к его входу, Ьà — эквивалентная шумовал полоса ретранслятора. Коэффициент пропорцио.
нальности при этом равен козффициенту усиления ретранслятора, т. е. отношению мощности излучаемого сигнала Р к суммарной мощности сигнала и шуме на его входе: Е=Р,?(РЫ+Овпбу ). Мощность принятого сигнале в оконечном приемнике составной раднолинии, например приемнике КА рздиолинии Земля — СР— КА, с учетом ретрансляции иа СР Р, = Р, Р, ДР„+ О,ЛГ ), (2.53) где Рм и Р,з определяются выражениями (2.46), (2.50), (2.51) соответственно для радиолиний Земля — СР и СР— КА. Спектральная плотность шумов в рздиолинии Земля— СР— КА складывается из спектральной плотности шумов О радиолинии СР— КА и ретранслироввнной спектральной плотности шумов приемника СР: О,„=О з ЬРыС НР, +О ~ЬГ ).
(2.59) Обозначив энергетические потенциалы рацнолипий Земля— СР и СР— КА при условии нх независимости (? = Р ~/О (? = Р„з~Б ., и ваяв отношения (2.53) и (2.59), найдем энергетический потенциал составной радиолииии Земля — СР— КА на входе приемника КА: Р, фгОз к+к~т„..
Из (2.60), в частности, следует, ч го (? всегда меныве энергетического потенциала наиболее слабой иа радиолиний. Если через СР одвовремеиио осущестзлиется управление несколькими КА, т. е. имеет место многостанционный доступ, то при расчет» знергегического потенциала радиолинии следует учитывать используемын метод разделения каналов, режим работы н нелинейности амплитудной и фазовой характеристик бортового ретранслятора Щ. 2.7.
Контроль траектории космического аппарата 2.7.1. Обработка траекторной инФормации е командно-измерительных комплексах Как было показано в разя. 2.2.2, для расчета траектории движения КА, когда возмущающие полет силы равны нулю или точно иавествы, достаточно определить шесть начальных условий. например хз, у„, зс, х„ус, за в геоцентрической системе координат для некоторого момента г .
Однако непосредственно с помощью радиотехнических систем зти зиачеиия получить иельав. и повтому фактически иамеряют другие ве- !13 личины, которые называются навигацнонньээи параметрамн движения. Навигационные параметры определяются в системе координат, связанной при автономном управлении с КА.
а при неавтономном управлении — с измерительным пунктом, т. е. в топоцентрической системе (см. рис. 2.4). При проведении траекторных измерений на измерительном пункте с помощью разиосистем определяют топоцентрическне координаты КА: радиальную дальность В, азимут ф и угол места 6 (см. рис.
2.4), а также их производные по времени В, ф и 6. Вместо азимута и угла места в риде случаев измеряют направляющие косинусы линии визирования КА, а также их временные производные. Иногда оказывается целесообразным измерять'суммы или разности расстояний от КА до нескольких фиксированных точек, расположенных известным образом на поверхности Земли, или разности пеленгов на эти точки. Навигационные параметры свяааны с начальными условиями определенными математическими аазисимостями. По.
этому для расчета невсзмущенной траектории КА достаточно результатов измерений шести независимых назшзционных параметров в один и тот же момент времени. Если с одного наземного пункта осуществляются одноразовые намерения, то такими параметрами будут, например, В зь 6, В, ф. 6. При использовании нескольких пунктов можно намерять не все шесть параметров, а лишь некоторые иэ них.
Так, необходимые дяа расчета траектории шесть начальных условии могут быть получены по результатам измерения одного параметра (например, дальности) с шести пуактсв, разнесенных надлежюцнм образом на поверхности Земли. Если для определения траектории используются реаультаты измерения иэ одного пункта, то измерительная система называется однопунктовой. В противном случае она будет многопунктовой: двухпунктозой, трехпунктовой и т. д. По числу рааличных измеряемых параметров системы делзтся на однопараиетрические, двухпараметрическне и т. д. Определение траектории КА с помощью однопунктовсй системы, контролирующей не все шесть параметров движения, оказывается возможным только при неоднократных измерениях.
Действительно, для получения шести начальных условий невозмущенного движения необходимы шесть независимых измерений. Благодаря относительному перемещению КА и Земли реаультзты иецановремешпэх измерений с одного пункта относятся к разным точкам пространства, что в определенных случаях обеспечивает независимость иамере- . Когда возмущающие полет силы частично неизвестны„ расчета траектории КА увеличивается минимально иеободимсе число независимых намерений.
Предположим, гго пущенный на ниакую круговую орбиту ИСЗ тормоаится в атмосфере. В первом приближении можно допустить, что вовмущающая свободный полет аэродинамическая сила являетсн постоянным параметром. При расчете траектории ее считают седьмым неиавестным и определяют одновременно с начальии условиями. В число определяемых параметров также включают недостаточно точно известные составляющие гравитационного поля Земли и другие параметры, аатрудняющие учет возмущающих сил. Если выражения, описывающие возмущающие силы в уравнениях (2.7), содержат ( независимых неизвестных величин, которые необходимы для расчета траектории, то минимально требуемое число неаависимых измерений т = ( + 6.
Следует отметить, что выбор состава навипщионных параметров, времени проведения сеансов, числа и расположения иамерительных пунктов, е также необходимая точность измерений существенно зависят от вида и числа учитываемых дополнительных неизвестных величин. С помощью радиосистем траекторных измерений щюводят точечные оценки навигационных параметров, которые выдаются в виде дискретных отсчетов в конце временного интервала каждого отдельного измерения. При оцанке некоторого параметра Ь полную погрешность бЬ рааделяют на дае: систематическую АЬ = (бЬ) и флуктуационную 6Ь' = бй — ЬЬ (здесь и в дальнейшем угловые скобки означают статистическое усреднение). Систематическая погрешность измерения сохраняет постоянное значение эа время, в течение которого осуществляется серии отдельных измерений.
Она характериаует смещение оценок для всей серии от исти,'нных значений. Для уменьшения систематических погрепшостей измерительные системы калибруют и в результаты измерений вносят соответствуюе поправки, учитывающие известные систематические лотре шносги. Флуктуационная погрешность намерения изменяется случаиным образом ст оценки к оценке. Она представляет собой отклонение результата отдельного намерения ог среднего аначения в рассматриваемой серии. Значение флуктуационной погрешности характеризуется средним квадратическим отлонением а„ = Г(бЬ')э.
114 115 Многие погрешности намеренна можно уменьшить э резулвгате соответствующих обработок сигналов. Различают перзнчную, промежуточную н вторичную обработки. Перэкчная обработка аэключается в оценке параметров радиосигнала, несущих янформацню о навигационных параметрах с прнвяакой к единому временн. Она зыполяяется в измерительных снсшмлх.
Вяшрэчкая обработка состоит в определении траектории по результатам измерений, выполненных с помон(ью радиосистем, прогнозирования движения н расчета корректирухзцнх маневров КА. Она осущестзлякгся в центре управления полетом КА. Промежуточяял обработка заключается в подготовке результатов оценки параметров радиосигнала к виду, удобному для вторнчной обработки.
Она может включать в слбя пересчет выделенных параметров радиосигнала в навигационные параметры (например, пересчет измеренной частоты в радиальную скорость), раскрытие неодноаначности измерений, отбраковку аномальных (грубых) ошнбок измерений. Промежуточная обработка может пронззодиться как в иамерительной системе, так н з центре управления полетом КА. уменьшение флуктуационных погрешностей намерений достигается сглаживаннем навигационных парамзтроэ нлн соответствующих им параметров радиосигнала на достаточна большом интервале времени.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
