Вейцель В.А. Радиосистемы управления (2005) (1151989), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Точность измерения дальности определяется номиналом самой высокой дальномерной частоты Рм. Эта частота фильтруется узкополосным фильтром, вацример настроенной на эту частоту системой ФАП, после чего оценка Фазового зепаздывэвия усредняегся зв время мервого интервала Твг Фазу иа выходе системы ФАП приблизительно можпо считать гауссовской случайной велвчивой со спектральной плотностью па пулевой стоге, равной С, (см.
(З.зб)). Дисперсия оценки усреднен- й фазы аз* = О /(2Т„) = 1/(2/9Т„). (3.48) Пересчитав по Формуле т* = 1р'/(2кум) Фазовое вапаздываие во временное, получим Оз.=(24)т„)- (2 Ум)- . (3.49) О и, по (ЗА9) совцьтвет с формулой для оптимзлыюй ш1И вре1чени запаздывания пц1мсническОГО Радиосигвелз [б) нз (3. 4т) следУет, что точность иамеРевиЯ задеРввки в даль- мере с псевдопвумовым сигналом можно повыпшть, уменьая длительность строев со. Однако это справедливо только ограничевиых пределах, пока ве варушается ливейность ,СЗ. Новее подробное рассмотревие этого вопроса (см. гл. 9) , иводит к выводу, что и в этом случае дисперсия оценки приижастся к предельно достижимой при давном сигвале.
3.5.5. Погрешности измерения угловых координат и их производных О[ 1 в 111 Оввв = ~хе оса с+ [зэк ) ОР~ (3.606) 191 Погревпиости Намерения углов различвыми типами Радиоокационпых пеленгаторов рассмотрены, например, в [8]. ри оцевке точности пеленгаторов, входящих в наземные комплекоы управления КА. необходимо учитывать ряд особевиостей. Так, пеленгаторы НКУ работают по излучаемому с КА непрерывному Радиосигналу, о ваправлеиии прихода которого имеется большая априорная информация. В большииогве случаев в таких пелевгаторюс отношение сигвзл-1пум в эквивалентной полосе измерения оказывается достаточво высоким. Повтому иа результирующую точность ивмеревия углов основное влияние оказывают не штчзовые ошибки взмерепия, а атмосФерные явления и Различиые аопвратуриые нестабильности. Рассмотрим подробнее погрешвости иамерения фазового пеленгатоРа.
Вычислив полный дифферевциал (3.18) и перейдя к ковсчвым приращениям. находим выРажения для систематической и случайной погрешностей Начертив направля1ощего косинуса." 1Л1 Лв( т 1 Лсоз е — созе ~ — — — )+ — ЛФ+ — Лз, (З.боа) вв ) зхв( 3 Будке исходить иа того, что необходимая точность определения направляющего косиауса ориентировочно резне 10 ". Первая составляющая погрешностей в вырюкевиях (3.50) сзяаана с неточным аназнем длины всляы принимаемого сигнала. Поскольку Х = с//„где с — скорость распространения радиоволн, а /, — частота принимаемого сигнала„то Ь1 Дс о/ Х с 7,' (3.51а) о( оз о/з (3.516) При получении оценок с погрепшостью порядка 10 з неточное знание скорости распространения радиоволн практически не сказыаается на результирующей точности измерения, Составляющие Ь~,//„о///, в (3.51) определяют ошибку из-аа отклонения принимаемой частоты от номинального значения. Если вследствие доплерозского эффекта или нестабильности колебаний задающего генератора относительное отклонение частоты достигает 10 з, то прн вычислении направляющего косинуса нужно испольаозать значение /„, измеряемое зо время сеанса связи.
Измерение частоты принимаемого сигнала с точностью, существенно большей 10 з, не встречает затруднений, и указанная причина не лимитирует точнооги определения направляющего косинуса. Вторая составляющая погрешности е выражении (3.50е) обусловлена погрешностью определения геометрического размера базы (,Ы/д). Не меньшими по значению являются ошибки.
возникеющне из-аа неточности ориентации базы на местности и не учитываемые выражениями (3.50). Современные геодезические методы поазолнют установить размер базы с относительной погрешностью, меныпей 10 з. Однако в процессе зксплуатации под влиянием климатических успений и деформации грунта геометрические размеры и ориентация базы изменяются. Поэтому з фазовых пеленгаторах периодически контролируют базовое рзссгоявие и ориентацию базы. Поскольку за время сеанса измерения изменениями размера базы можно пренебречь, в выражении (3.50б) отсутствует составляющая погрешности, связанная с флуктуациямн базового расстояния.
Отметим, что влияние неточности анании значений с, /, и Ы ва погрешности измерения направляющего косинуса аависит угла е (см. (3.50)) и минимально при с = 90' (ссз е = О), т. е. гда приходящие от КА лучи перпендикулярны базе. Рассмотрим погрешности оляпки созе, сзязанные с пошлостями определения рааности фаз ЛФ и о .
Здесь нанбосущестзенны аппаратурпые погрешности, выаванные дейием шумов и неидентичностыо фазовых задержек з кзн»- х пеленгатора. Можно показать, чш при постоянной угловой скорости вия КА наумовна погрешность оптимальной системы амерения равности фаз (отнесенной к середине мерного инрвала) определяется дисперсией оз — (1/Уе)(О /Р,). де С вЂ” спектральная плотность пгума на входе каждого из каналов приемника; Р, — мощность принимаемого сигнала; Уч — мерный интерззл. Шумовая погрешность реального измерителя зависит от конкретной приемной системы и может аначительно проигрывать оптимальной.
Б схеме ва рис. 3.15 проигрьпп зыззан тем, что в рассматриваемом пеленгаторе для уменьшения систематической аппаратурной погрешности основное усиление выполняется в общем тракте и для выделения колебания частоты Р, несущего информацию о разности фаз, используется детектор биений, а ие перемножитель, как зто имеет место в оптимальной системе. Действительно, поскольку полоса пропускания усилителей высокой частоты з каналах пеленгатора существенно превышает Р, то при сложении напряжений на входе усилителя промежуточаой частоты спектральная плотность шумов практически удваивается. Использование детектора биений вместо перемножителя также вдвое увеличивает дисперсию погрешностей измерений, так как на выходе детектора помимо биений сигнала с шумом асзоего» канала зозникают биения сигнала с шумом в чужого* канала.
Таким обратом, рассматриваемая схема пеленгатора при достнгочно большом отношении сигнал-шум на входе детектора биений проигрывает оптимальной по дисперсии из примерно в четыре раза. Систематические аппаратурные погрешности ЛФ в фазовом пеленгаторе (см. рис. 3. 15) обуслозлевы главным обрезом различием фааовых сдвишв в высокочастотных каналах, а также иаменениями наклона фазоаой характеристики обп(его усилителя промежуточной частоты. Для их уменьшения применя- 7- ыс згзсы» ют калибровку приемного устройства по контрольному сигналу, который одновременно падается на входы обоих каналов.
Авпаратурная погрешность обычно является доминирующей в общей погрешности фазозой системы. Помимо рассмотренных зппаратурных погрешностей на точность оценки сое е влияет разность дополнительных набегов фазы сигналов на трассе от КА до разнесенных на местности антенн пеленгатора. Например, иногда следует учитывать разность хода лучей в атмосфере, возникающую из-за сферичности асили и заметную прв больших базах и малых углах места (погреп1воси из-за Регулярной рефракции). Движущиеся атмосферные неоднородности выаывают дополнительные фазовые флуктуации.
если вх размеры сравнимы или меныпе базы пеленгатора. Влияние таких флуктуаций частично ослабляется за счет сглаживания результатов отдельных измерений при длительных сеансах. В результате ухода частоты задающего бортового генераторе аа интервал ц определяемый разностью времени приема сигналов разнесенными антеннами, происходит дополнительный набег фазы ЬФ з. При постоянной скорости ухода частоты генератора / получим ЛФ з = я/тз. В болыпнвстве случаев зта погрешность пренебрежимо мала.
Движение КА относительно наблюдательного пункта приводит к аберрации. В результате аберрации доплеровские частоты сигналов, пРинимаемых рзанесеиными антеннами пеле тор, отл я на вначе е 57д По у за вр мя тв распространения радиоволн от КА до пеленгатора возникает дополнительная разность фав хя и,зиз е АФз,, = 2к67дтл = — /з ' где Д вЂ” частота иазучаемого с КА сигнала; с, — тзнгенциальная состзвляющая вектора скорости КА. Последняя составляющая выражения (3.
50а) характериаует грубые (аномальные) ошибки, связанные с неправильным раскрытием неоднозначности. Аномальная ошибна кратна отношению Л/я. Для уменыпевия систематических погрегзностей измерения пеленгяторы высокой точности периодически подвергюот юстировке: пеленгуют источник излучения с иавествыми коордянатеми и составляют таблицы поправок к отсчетам. Источник излучения может быть расположен, например. ва снециальной юстировочной вышке. Для юстщювки пеленгаторов дальнего действия испольауют или естественные дискретные чники космического радиоизлучения (рздиозвезды), или циальные искусственные спуткики Эемли. Ошибки в оценке производной направляющего косинусе„ ем их дифференцированием выражения (3.19): Ат/=(/~-Л- — о )+ аб(57Д), (3.52а) дл вй л о,; [Г)® +Н пгз ~ .
(3.52б) Первые дзе составляющие ошибок в (3.52) аналогичны расотревным при измерении нелравляющих косинусов, а подняв связана с погрешностями измерения разностной часы 57Ю Очевидно, что чем больше отношение а/Л, тем менее ткие требования предъявляются к измерению 57„. Для печения необходимых точностей намерения () отношение /Л должно быть существенно большим, чем в фазовых пелен- торах. Например, при высокоточных намерениях производнаправляющих косинусов КА среднего и дальнего космо- база может быть образована разнесенными на несколько сяч километров станциями КИС.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
