Вейцель В.А. Радиосистемы управления (2005) (1151989), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Таким обрам„телеметрические редиолияии всегда являются миогокальиыми. В совремеияых системах примеияют только цифровые тедеметрические радиолипии с времевяым угьготиеяием каналов. При этом для реализации времеияого уплотнения используют едииое сиихрояиэирующее устройство. В общем случае иа КА находятся три группы датчиков: зпалоговые, цифровые и датчики событий (см. рис. 3Л). В схеме, изсбражеивой яа рис. 3.7, покзааяо двухступенчатое временос уплотясяяе каяелав.
Вюгчалс уплотаяются кзяелы адно":гипиьгх датчиков, а затем при формировании кадра производится уплотиеяие разных групп датчиков. С помощью ко имутатора каналов происходит циклический опрос аналоговых датчиков, измеряющих давление, температуру, вибрации и т. и. Период опроса Т „зависит от скорости изменения регистрируемых процессов.
Обычно его выбирают несколько меньшим, чем следует из теоремы отсчетов Котельникова: Т, ч 1/(ЗР„,), где Е „.— полоса самого широкополосного из регистрируемых процессов. Преобразователь аналог — цифра переводит уплотненные по времени выборки на выходе коммутатора в цифровые слова. Снимаемая с аналоговых датчиков информация содержит болыпую избыточность. Действительно, большинство контролируемых процессов являнпся нестационарными, болыпую часть времени анн мало изменяются или остаются постоянными и лишь в отдельных, хотя н наиболее вэяшых, си узциях скорость их изменения соответствует максимальной шириве спектра данных процессов.
Ся."атне данных, т. е. передача только той инеюрмации, которая опредедяется мгновениыы спектром процесса, позволяет существенно умевыпить загрувку телеметрических рздиолиний. При этом няформация на выходе каналов будет появляться ке по порядку их опроса, а случайным абра,юм, что приводит к необходимости присвоения каналам условных номеров.
т.е. адресов. указанные принципы реализуются в адантивно-адресной телеметрической системе. Цифровыми датчиками на схеме на рис. 3.7 являются ЭВМ, зходшцие з состав различных бортовых устройств. Датчики событий предназначены для Фиксации Фактов, например включения напряжения из определеяных устройствах. Если каждому такому устройству присвоить порядковый номер, то передача слона, содержащего номер, будет характеризовать включение этого устройства. Для облегчения рааделения каналов в передаваемое сообщение при еюрмировании слав и кадров вносятся специальные снпхронизирующие посылки. Часта слова рэзделяюттл одиночными положительными илн отряс,:ательными свмволами, а границы клдров сбоаначшстся кодовыми вставками„ имеющими узкие корреляционные функции с малым уровнем боковых пиков. Сформированная телеметрическзя информация поступает нз модулятор передатчика или устройство формирования ответного сигнала в совмещенной радиолинии КИС (см.
рис. 3. 1) либо в запоминающее устройство длл последующей передачи на Землю. Для повышения достоверности передачи в телеметриче ских радиолиниях испольауют избыточное кодирование, исправляющее ошибки. в частности сверточные коды. Обычна .для циклической телеметрии достаточной являетса зероят. ность правильного приема слова 10 э, а длл адаптивно-адрес;ной — 10 з. 3.3.
Измерение текущих навигационных параметров 3.3.1. Измерение радиальной скорости Измерение радиальной скорости Я при радиоуправлении КА основано на определении доплеровекого смещения частоты принимаемого сигнала. Возможны два варианта пост- роении доплеровских систем: беэзапросные и с запросом. Веззапросные системы. При излучении с борта КА колебания частоты Гз частота принятого на наземном пункте сигнала (3.3) где о — модуль вектора скорости КА; с — скорость распространения радиоволн. В (3.3) учтены эффекты, определяемые специальной теорией относительности.
Поскольку Е/с ч и/с (( 1, выражение (З.З) можно разложить в ряд, ограничиваясь малыми членамн не выше второй степени: (3.4) Первые двз члена разложения (3.4) дают известное приближенное выражение доплеровскаго смещения частоты." Еды(,-тэч-ЕГ,~. (3.5) Если расстояние между КА н измерительным пунктом уменыпается, то Е ч О, Гс > Гз и г'Л > О; если же ояо увеличива' ется, то В > О, Г„< Гз и Уд < О. При оценке радиальной скорости с помощью формулы (3. 5) допускается погрешность, определяемая ююдратичиыми членами разложения (3.4). Если она соизмерима с другими погрешностями, то необходимо учитывать квадратичные члены разложения и пользоваться более точной формулой (3.4).
145 149 148 димо учитывать квадратичный член разложения н пользоватьсн более точной формулой (3. 11). В запросной системе в наземной аппаратуре из нысокостабилъного колебания эталонного генератора с частотой / формируют сигнал мшроса с несущей частотой /„, он принимается на борту, преобразуется по частоте в т/1 раэ и ретранслируется обратно. Преобразование частоты нссугцего колебания при ретрансляции сигналов в системах с непрерывным излучением предотвращает попадание мощных сигналов передатчиков в приемные устройсюга.
Длл исключения вовдействия гармоник основной частоты отаошение частот отвею и запроса выбирают дробным (т и 1 — взаимно простые целые числя). В совмещенной радиосистеме для преобразования частоты в т/1 раз из спектра принимаемого на борту сигнала необходимо выделить аесущее колебание. Эту задачу решают о помощью узкополоояой фильтрации.
Полоса увкогюлооного фильтра должна быть достаточна малой для отделения несущего колебания от боковых мктавлнющих спектра и обеспечения достаточно большого отношения сигнаа-шум н пологе фильтра. Фильтрацию осуществляет система ФАП иа относительно невысокой частоте (порядка нескольких десятков мегагерц), на которую гетеродинируется запросный сигнал. Преобразование частоты в ретрансляторе производят так, чтобы исключить уход частоты нз-за аестабильностн бортового гетеродина. Для этого используют лвукрвтное преобразование частоты, как показано, например, на схеме рнс. 3.8. Как видно Рвс. 3.8. Структурная схема бортового ретранслятора е двукрвгиым преобразованием частоты з схемы, излучаемая с борта частота равна /е - т/((/„л + Е ') и не зависит от частоты гетеродина / (Р ' — доплеровское смегцение частоты принимаемого на борту колебания).
Наземный приемник в принципе не отличается ст применяемого в беввацрссных системах. Для сохранения знака ковровского смещения тоже мюдится частота подставки Р днако погрешность знания Ехв и нестабильность измеряепел мой частоты Р „определюошя теперь толыго нестабильноыо частоты наземного эталонного генератора, так как Гв а/„, где а — некоторый известный ковффициент. Радиальая гвгарость КА н аааросных доплеровских системах Г „— а/„„ * 3( /Ч (3.13) В командно-измерительных комплексах нашли также приме- ение системы измерения скорости. з которых режюк намеренна аюцюсный и беэаапросный) устанавливают по гюотжчствувзцей 'комвнэе, например передзваемай с наземного пункта.
Рассмотрим воаможный вариант такай систюпя. Структурная схема бортовой аппаратуры приведена на рис. 3.9. В безэвпросном режие с барта КА излучается колебание с несущей частотой /е, задаемой автономным эталонным генератором. По доплеровскому мещеняю частоты определяют радиальную скорость твк ясе, квк рассмотренной бевзапросной системе. / .+Рд/,/г'гг й Рис. 3.9. Структурная схема бортового ретрвнслжора с переключением реживюв измерения В запросном режиме несущая частота тб изпучаЕмого с борта сигнала по-прежнему задается автономным эталонным генератором и ве связана с частотой запроса тьы как это было в системе.
функциональная схема которой представлена на рис. 3.3. Одвзко теперь несущее колебание модулнруют по фаае сигналом, частота т„ы которого равна разности между частотой т"', п)гпрмировэвной нэ частоты бортового этплонного генератора, и частотой принятого с Земли колебании: т„ы - Д вЂ” (,л — Рд. Колебание модулиругогцей частоты содержит янформацвго о взаимном уходе частот сигналов бортоного и наземного эталонных генераторов. Выделив яп наземном пункте доплеровское смещение несущей частоты и частоту модуляции, можно определить радиальную скорость КА. Учтя при этом систематическую погрешность из-за ухода частот эталонных генераторов.
Переход из одного режима измерения скорости в другой производят по командам, замьпгающвм или разрывающим цепь от усилителя промежуточной частоты (УПЧ) к модулятору. К преимуществам рассмотренной системы относится то, что в запросном режиме в ней не требуется узкополосная фильтрация колебания несущей частоты принятого с Земли сигнала. Недостаткам является усложнение аппаратуры наземного пункта.
На рис. 3.10 изображена обобщенная структурная схема заной системы намерения дальности. Сформированным в аземной аппаратуре периодически повторяющимся дальноерным видеосигналом Зя(Г) модулируется по частоте или, бывает чаще всего, по фазе непрерывное несущее колебаие. Полученный таким образом сигнал излучается н» борт. ортовой ответчик ретранслярует принятый дальномерный гнал обратно на Землю. Каналы запроса и ответа разделяют помощью преобразования несущей частоты принятого сиг- ! , Демадуыгюр г — —, Фильтр г - " — —, Мадуллтар 3.3.2. Измерение дальности усилитель мощности Выооиачеопгжнел часть приемнине Аппаратура п(АЗ несугдета налебепнл Демодуллтор сюнелое Мадуллтор е,(е) 8„(Š— г„) Апплгмтурн лыделении Ллльномериого сигнале Апперетурл форинраелннл О ге згиироллтчль стлртолыл илшулыоп Фариироеетель рабочих нмпулыое дальномерного снгплле ! Иемеритель ереыеипбго иитереллл Нлжиилл аппаратура ~ тл 151 Из мяпгочисленных методов дальномегрин, разработанных для радиолокации [3), в КИС могут использоваться лишь те, которые удовлетворяют специфическим требованиям космических рздиолвний (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
