Вейцель В.А. Радиосистемы управления (2005) (1151989), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Наличие априорной ин4юрмации об орбите КА позволяет перед началом сеанса связи рассчитать целеуказания для наведения наземных антенн. Априорная информация используется также для прогноза доплеровского смещения частоты в наземном синтезаторе и прогноза ожидаемого времени эапзадывания сигнала в радиолннин Земля — КА (КА — Земля). Приходящая из ЦУП информация либо запоминается з устройстве Формирования и обработки КПИ, либо через него в реальном масштабе времеви передается на борт. Нааемный синтезатор частот иэ высокостабильной частоты эталонного генератора Формирует несущую частоту г„запросного сигнала, частоту (,», гетеродина приемника, а также сетки частот. необходимые для работы других устройств стаяции. При этом частоты Г„и Г, изменяются по программе в соответствии с ожидаемым доплеровским смещением частоты.
В передатчике несущее колебание модулируется по частоте или фазе ниакочастотным сигналом Я„, образованным з устройстве 4юрмировзния запросного сигнала иэ дальномерного сигнала Яз, сигналов КПИ Яхпи и сигналов Я, предназначенных для 4юзирования и коррекции БШВ. Сформированный для иалучення нз КА высокочастотный аапросный сигнал на рис.
3.1 обозначен и„(Г). Принятый наземной антенной с КА отвелпзй сигнал ис(Г) обрабатывается и демодулируется в приемнвке. Низкочастст. ный сигнал Я„Э в устройстве вьщеления информации декоди- 123 РУетсл н Рэзлеллетсл на сигналы Я„м Яп,ш и Яоьк, несУЩие сообщения о результатах проверки (квитанции) переданной на борт информации КПИ, ТМИ и сообщения о бортовом времени (результаты сверки, Фазнрозания и коррекции — СФК).
Сигналы Я»м Яп и Я р а также сигнал Я ип, содеряшщий информацию об измеренных текущих навигационных параметрах, поступают на соответствующие Функциональные устройства, в которых производится их окончательваз обработка. Существуют два принципиально разных способа построения бортовой аппаратуры (БА) КИС: с векогерентным и когерентным пресбрззованием несущей частоты сигнала. При первом способе несущая частота охватного сигнала (с Формируется непосредственно иа частоты бортового эталонного генератора.
При втором способе она Формируется иа частоты принятого запросного сигнала 7„и связана с ней коэффициентом преобрэаования о: 1с — — о Г,, (а — простая дробь). При применении когерентного преобразования несущей частоты БА КИС усложняется, поскольку появляется необходимость выделения и уакополосной фильтрации гармонического сигнала с частотой г„,. Однако при этом обеспечивастсв высокоточное измерение радиальной скорости ИСЗ аапросным дсплеровским методом. Кроме тато, выделенное колебание несущей частоты может быть использовано в качестве опорного при применении синхронного детектирования сигиалое КПИ в БА КИС.
На рис. 3.1 штриховой линией показана связь, необходимая длн реализации когерентного преобразования несущей частоты в БА КИС. Принятый бортовой аппаратурой сигнал и и„а(г) усиливается, фильтруется и демодулируется в приемнике. Здесь же выделяется для дальнейшей ретрансляции на Землю дально:мерный сигнал Яя. 11изкачастотный сигнал Я' в устройстве »»э выделения информации декодируется и разделяется ва сигна- Я,'оп, и Я„'р, несущие сообщения о КПИ и земном времени 4либо уходе ог него бортового времени). В бортовом передатчинесущее колебание с частотой (с модулируетов сигналом , образованным в устройстве Формирования ответного сигнэ сигналов ивитанций Я;,„, времени Ясч»к, телеметрии и и ответных сигналов дальности Яв.
П ри проектировании новых космических комплексов или »паратов всегда учитывается, что запуск КА производится - зю в»з1 « 129 для решения определеннык аадач, а КИС являнтшя вспомогательньтми, хотя и очень важными системами, выполняющими набор стандартных функций. Высокая надежность и способность абеспечннать управление КА в различных нештатных ситуациях являются главными требованиами к КИС современных космических комплексон. Поэтому при выборе КИС для новых КА проявляется сильный кансерватиам.
Кек правила, стремится испольэовать хорошо отработанную КИС со стандартизованными сигналами в радиолиииях, обеспечивающую необходимые точности ИТНП и информативность КПИ и ТМИ. При этом периодически осущсствляетсн модернизация аппаратурного исполнения КИС в соответствии с развитием элементной базы и вычислительной техники. В совмещенных рздиолинияк КИС производится уплотнение различных видов информации.
Так, в ответной радиалинии телеметрическаа нтн)юрмация совмещается с квитанциями КПИ и обеспечивается возможность пронедения измерения текущих навигационных параметров, в первую очередь дальности. Это можно сделать, например, с помощью частотного уплотнения и трехступенчатой модуляции. На борту КА разнародную телеметрическую информацтпа преобразуют в цифровую форму и упло гниют в общий цифровой поток, для передачи которого применяют кодово-итптульсную модултщию (КИМ). Сигналы КИМ телеметрии и квитанций, а также дальномерный сигнал Ял модулируют (манипулируют) по частоте илн фазе сион гармонические или импульсные поднесутцие ва частотах Егин, Ее, и Гн.
Сумма модулированных поднесущих в свою очередь модулирует (манипулирует) по фазе несущую частоту /е. Образованный таким образам сит'нал обозначают КИМ вЂ” ЧМ(ФМ) — ФМ. Для проведения высокоточных намерений скорости и облегчения вхождения в связь з результирующем спектре сигнала оставляют гармонику на несущей частоте. Поэтому несущее колебание манипулируют по фазе не ва 1 90', а на й 60". На рис. 3.2 показан примерный спектр сигннла в рассмотренной совмещенной радиалинии с модуляцией КИМ вЂ” ФМ вЂ” ФМ. Хотя подобные методы уплотнения и не являются лучшими при современнык возможностях технической реализации, они широко применяются как н российских, так и з зарубежных КИС. Это связано с указанным вьппе консервативным подходом при ныборе КИС.
Отметим, что з типичной американской КИС [Ц, упразляннцей геостационарными ИСЗ, квитанции РК зкодат в состав ТМИ, а вместо уплотнения з одном /» гт и /» у /» уэ /» /»»Ге /»»х /»»геен / Рнс. 3.2. Спектр светиле и совмещенной рзднолнкнн командно-измерительной системы е частстнык разделением кителае сигнале ТМИ и ответных дальномерных сигналов с борта ИСЗ одновременно иалучеются смещенные адин относительно другого на 1 МГц па несущей частоте два сигнала с модуляцией КИМ вЂ” ФМ вЂ” ФМ.
Один иа этих сигналов используется для передачи ТМИ, а другой — для передачи ответных дальномерных сигналов или дополнительной ТМИ. Недостатком рассмотренных методов уплотнения в радио- линиях КИС является необходимость деления полной энергии между сигналами телеметрии и квитанций, дальномерным снтмалом н остатком несущей частоты. В универсальной российской КИС»Каштан» [2) примешпот псевдоптумовые сигналы (ПШС), которые позволив»» более м)нйективно использовать энергию сигнала при одновременной передаче информации и измерениях текуптих навигационных параметров. При этом также существенно повышается помехоустойчивость радиалинии к действию узкополосных помех.
Одшт из возможных способов фармировения ПШС с использованием противоположных фазоманипулировавнык сигналов поясняет рис. 3.3. Символы передаваемой информации р(т) = 2 1 длительностью Т манипулируют на 180 фазу несущего колебания саз стет. Затем пол~ еенный сигнал КИМ— ФМ д соз отсе также манипулируют по фазе на 180' псевдослучайной последовательностью (ПСП) с высокой тактовой чжтотой, для которой длительность элементарного разряда т « « Т „.
В реаультате образуется ПШС, спектр которого в Т /т раз шире спектра сигнала р соз юет. Величина Т,,/ты характеризует базу сигнала. Для облегчения приема ПШС желательно обеспечить когерентность всех изображенных на рис. 3.3 колебаний, для чего их частоты формируют от общего задающего генератора. На рис. 3.3 период ПСП Т равен длительности символа Т,„„, а Т, /т„= "т (з реальных случаях база сигнала бывает немного ббльпюй).
Поскольку з среднем числа полоткитель- 131 р 0) саэ эь) )В)ЯЯЦ~~)(~))Яффа))()Г)Д)) 6) р сэе е ) Яфф$ффуфф~~~~()()))'3))уб')) г„ г) - -%ФйййФВКЙИК~у-, д) Рис. 3.3. Времевяая диаграмма, поясняющая лрянцвп фаркнроэавнэ лсездаптумоэого сигнала: а — символы двоичной информации; б — несущее колебание; э — резулыат модуляции несущей дзовчвыми анмввммя) г — псеэдаелучайвэл последовательность; д — псеэлашуъювай сншэл ных и отрицзтелы~ых алементов в ПСП приблизительно одинаковое, то в спектре ПШС резко (в данном случае в 7 раз) уменьшается ссстевляющая на несущей частоте и во столько же раз ослабляется действие уакополосных помех.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
