Вейцель В.А. Радиосистемы управления (2005) (1151989), страница 29
Текст из файла (страница 29)
гл. 2), в чистности удобны для применения при непрерывном иалученяи. Однако прн управлении КА ряд требоваяий, характерных для радиолокационных систем, несуществен. Например, при радиоуправленни КА не стоит задача раарешенкя целей, так как ва борту КА имеется ответчик и априорно иввестно, с каким КА осуществляется сеанс связи. Запросные и бектапросяые системы. Системы измерения дальности аналогично системам измерения скорости могут быть ашрссными и беззапросными. В запросной системе процесс измерения дальности Я состоит в посылке на борт сигналов запроса, приеме на Земле отвегяых сш валов и определении времеви тл распространения сигналов по трассе Земля— КА — Земли. Очевидио, что З = гас!2.
(3.14) Ряс. 3.10. Обпбщеннаа структурная схема липросиой системы яемерении длльнасти Таблица 3.1 Генератор тахта мх ммвухммн Регистр сдвига, Д ) Счетчик вмхухьссх 1 2 2 гх Сум махар эс мадухм 2 Рве. 3. 12. Схема генератора ПСП 152 нала на борту КА, например аналогично тому, как вто сделано в схеме, изображенной на рис. 3.8.
При ретрансляции в стжтчике дальяамерный сигнал 3'а(1) либо выделистся и фильтруется. либо просто переизлучаетси на Землю. В первом случае схеме ответчика оказывается сложнее (в кее добавочно внодятгя блоки, изображеккые на схеме рис. 3.10 штриховой линней), на позволяет работать при более низком анергстическом потенциале радиолииий. Кроме того„такая схема позволяет одновремевно использовать дальномерный сигнал в качестве сигнала синхронизации командной рвдислинии.
На Земле ретрвнслировэнные колебания принимают, демодулируют и в итоге выделяют ответный дальномерный сигнал Зэ(1 — тв). Иа запросного и ответного сигналов формируют стартовые и рабочие импульсы. Стартовыми импульсами отмечается время излучения, а рабочими — время приема даль. номерного сигнала. Коли тя меныпе периода Яэ(1)„то, измеряя временнбй интервал между импульсами. однозначно находят время та и, следовательно. дальность З. В противном случае приходится решать задачу однозначности измерений. При определении времени та используют цифровые измеря.
тели. Простейшая структурная схема цифрового измерителя временного интервала приведена на рис. 3.11. Стартовые импульсы открывают. а рабочие закрывают блок Формирования строба, длительность которого будет равна т„. В блоке совпадения сформированный строб заполняется счетными импульсами Ряс. 3.11. Суруктуркая схема цифрсвсгс измерителя времеввбго интервала зевотной частоты Р,,„число и которых фиксируется в счстчи. Оценка времени та проиаводится по формуле тв — а/Р .
В беэзапросной системе процесс намерения дальности состот в излучении с КА сигнала, временное положение которого привязано к БШВ, и в кэмерении в местной (наземной) але времени распространении тл этого сигнала до асиной вицин. Поэтому в безазпросиой системе К = т„с. В отличие запросной в безэапросной системе предъявляются жесткие вавип к расхождению бортовой и наземной шкал време, для обеспечения которых использувпся высокостабильные ' андарты частоты и периодически проводится коррекпия ШВ.
В остальном беээащюспзл система проще запросной. Измеритель на рис. 3.11 для беээапроснай системы стличаот запросной лишь тем, что стартовые импульсы Формиуются не иэ запросного дальномерного сигнала, а нз сигнала, зикого с секуядкыми метками наземной шкалы времени. В настоящее время запросные мшоды измерении дальности оручили распространение в КИС, а безэзоросные — в спутковых радиокавигационных системах ГЛОНАСС и ОРЗ. Псевдошумовой и Фазовый многочастотный методы изме- .
В космической радиоэлектронике наиболее распростены два метода измерения дальности: псевдошумовой и зовый многочастотный. В принципе каждый иэ них мажет ь запросным и беээапросным. При всевбешумоеом методе в качестве дальномерного сига используется псевдослучайная последовательность, чаще его в виде рекуррентной последовательности максимальной (М-последовательность). Она генерируется регистром а с определенным обрзэоы подобранными обраткымн сва(рив. 3.12). Табл.
3.1 поясняет процессы, происходящие Регистр , поп 8 г ! Л.(0 а] с! Рис. 3.13. в генераторе ПСП. Такая последовательность имеет период Т„(2 — 1)~, где т — число разрядов в регистре сдвига; ты = г, !„г — длительность элемента ПСП; У„, — тактовая частота. лишь один раз эа период пСп идут подряд т положительных элементов, т. е. образуется самый длинный импульс.
Начало этого импульса которое будем называть границей слова ПСП, совладает с моментом времени, когда все разряды регистра сдвига устанавливаются в состояние 1. Мигки границы Формируют с помощью так называемого детектора ПСП (рис. 3.13). При поездов!умозом методе измерения дальности на рнс. 3.10 роль аппаратуры Формирования дальномерного сигнала играет генератор запросной ПСП; роль аппаратуры вьдделення дальномерного сигнала — схема слезкения аа зэдержкой, включаю!цаэ в свой состев генератор местной ПСП; роЛЬ Формирователей стартовых н рабочих импульсов — детекторы ПСП, а свми эти импульсы соответствуют границам слов запросной и местной ПСП. Тзк кзк ПСП псриодична, то времл задержки тл намеряется неоднозначно! (3.15) тк = ДТпсп+ т г В выражении (3.15) тл -- оценка величины тл (разность между ними равна пагреюпности измерения); Д = О, 1, 2, ...
— априорно неизвестное целое число периодов ПСП, укладывающееся эа время тл, т „— непосредственна измернемый схемой, изображенной на рис. 3.11. временной интервал. Для рээрешения неоднозяачности (определения й) необходимы априорныз СВЕДЕНИЯ О ВЕЛИЧИНЕ тк с ошибкой, меныпей Т /2. Нзпример, Т -з, = 10 з с, допустимал Оптибка мень!не 0,5 ° 10 з с, ей соответствует ошибка по дальности - меньше 75 км, Отметим, что за время сезнса измерений обычно можно сслУчить болыпсе число отсчетов т „(!) и соотнетственно тл (!). Указанные отсчеты обладают Флуктуациовнай погрешностью со среднеквадратнческой величиной п„определяемой ошнб- кой слежения ССЗ. Для ее уменьшения иногда сд В] усредня юг иа мерном интервале Т„: — 1 л тк и- Х тл(!) ы! ! где „— число отсчетов тл зз длительность мерного интервала Т„.
Усредненную оценку тл относят к середине мерного интервзла. Рассмотрим фазовый лакиочасвзежныб метод измерения далыюсти. Остановимся вначале на варианте дзльномера. у которого дальномерный сигнал состоит из колебаний нескольких частот, излучаемых последовательно, а запаадьпиние измеряется отдельно на каждой частоте. В этом случае на модулят<ч> з наземной аппаратуре (см. рис.
3.10) с выхода аппаратуры формирования дзльномерного сигвзла поочередно поступают 1 гармонических колебаний с частотами У, (! 1, 2, ..., !). Частоты этих колебаний назывюст масштабными. Аппаратура выделения Ответного дальномерного сигнэла, стоящая на выходе демодулатора, представляет собой 1 однотипных систем ФАП. Каждая иэ ннх Отфильтровывает колебание одной нз масштабных частот. Таким образом, аадача определенна дальности свадшся к последовательному измерению на ( шкалах временных сдвигов между соответствующими синусоидальными колебаниями масштабных частот, что эквивалентно измерению фааовых нзбегов <у! = 2кг т, поэтому этот метод дальнометрии и навывают Фазовым. Практически Фазовый набег ва каждой иэ масштабных частот измеряют кзк временной интервал с помощью устройства, изображенного на рис.
3.11. В моменты пересечения напряжениями масштабных частот нулевого уровни с положительной производной иа синусондзльных колебаний формируют стартовые н рабочие импульсы. временной интервал между которыми яесет ннформашпо о дальности. Реаультаты намерений на всех масштабных частотах постунают в ЭВМ, где осуществляется разрешение неоднозначности — стыковка шкзл. Набег Фазы <р„колебания (-й масштабной частоты Р . за время распространения определяется в пределах 2к, и ныражеяие для оценки дальности может быть записано в следующем виде: 4 Р ((>!+ ЗХД,), ! = 1, 2, ..., 1. Здесь 5! = О, 1, 2, ... — неизвестные числа, показывающие, скОлькО пблных пернслОВ частоты Р ! укладывз!ется зз время '!л.
Разрешение неоднозначности (определение Е,) производится при промежуточной обработке в ЭВМ и начвнаягся с самой низкой масштабной частоты Еш с испольаозанием аориарвых сведений о времеви распространения тл. Затем переходят к разрешению неоднозначности на частоте Р с испольаованием результатов намерения на частоте Р„п и так далее до самой высокой частоты Ры. Такая последовательность разрепювия веодиозначиостн объясняетса тем, что как погрешность измерения, так и диапааов однозначности обратно пропорциональны аначевню масштабной частоты. В реаультате точность измерения определяется самой высокой частотой ры, а диапазон однозначности — самой низкой Рьп Если априорная ошибка при определении дальности достаточно велика, то для одвозяачвого измерения требуются очень низкие масппабвые частоты.
В этом случае для образования наиболее грубых шкал целесообразно использовать разность близких модулнрующих частот. В другом варианте фазового дальномера неоднозначность раэрешаеюя непосредственно в приемнике, а не в процессе промежуточной обработки на ЭВМ. В этом случае дальномерный сигнал Яа(() представляет гогюй совокупность колебаний кратных масштабных частот, сформированных с помощью цепочки делителей частоты от общего задающего генератора.
Перед поступлением в модулятор все колебания фазируют. В момент времени, когда фазы всех масштабных частот совпадают, вырабатываютса стартовые импульсы. Схема выделения дальномерного сигяала представляет собой цифровое устройство регенерации частот, входящих в дальномерный сигнал. Это устройство генерирует колебанка, когерентные с принятыми колебаниями, поступаюпзими на неге с демадуляторасигназа(см. рис. 3.10). Для этого колебание наивысшей иэ частот /ы подают на вход цепочки цифровых делителей, котораа вырабатывает колебания асах остальных частот. Если кратность масштабшгх частот Ум/Р„з ., > = и, то восстановленный сигнал частоты Р„, и будет либо в фазе с принятым колебанием той же частоты, либо будет иметь дискретную разяость фаз, кратную 360'/а.
Фазы восстановленного и принятого сигналов сравнивают, а аатем восстановленный сигнал дискретно сдвигают по фазе до тех пор, пока разность фаз не будят равна нулю. После того как колебание с частотой Ркк аасннхронизирована, той гке операции подвергаются колебания с частотамн 156 Рм, эк Г„з э> и вплоть да самой виакой частоты Рьк В реэульате сигнал Ял(à — тл) на выходе аппаратуры выделения дальвоерного сигнала будет представлять собой совокупность калений масштабных частот, сфазнровавных между собой так е, как иазучаемый сигнал 8 (г), но задержанный на время т .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
