|
|
Навигация космических аппаратовДля определения координат летательных и космических аппаратов часто используют позиционный метод, который базируется на применении так называемых линий и поверхностей положения. Для околоземных и наземных носителей используются лини положения, которые представляют собой место возможных проекций носителя на земную поверхность. Формы линии положения определяются измеряемыми параметрами. Например, для измерения дальности линия положения – окружность, для азимута – дуга большого круга поверхности Земли. Т.к космический аппарат находится в пространстве, то для определения его места положения используют поверхность положения. Поверхность положения – геометрическое место точек в пространстве, отвечающих условию постоянства величины некоторого измеряемого параметра. Измеряемые параметры : · Дальность до объекта (планеты) · Видимы размер планеты · Угол между направлениями на центры 2 планет, планеты и Солнца, планеты и направления на звезду · Направление с Земли на космический аппарат(азимут,высота) · Допплеровский сдвиг частот равномерно движущегося аппарата при наблюдении с Земли · Комбинации параметров Формы поверхностей в зависимости от измеряемого параметра: · Дальности до объекта соответствует поверхность положения – полусфера, условие – R=const · Видимому угловому размеру соответствует сфера α=const · Углу между направляемыми на центры планет соответствует поверхность – циклида
· Углу между направляющими на центр планеты и звезду соответствуе поверхности положения – круговой конус
· Амплитуду измеряемую с Земли в направлении космического аппарата соответствует поверхность положения – полуплоскость проходящую через вертикаль светила
При измерении допплеровского смещения возможны 3 поверхности положения в зависимости от угла между кА и направляющей вектора скорости кА.
Для определения местополодения космического аппарата необходимо одновременно ихмерить 3 различных параметра из 1 точки, либо одновременно 1 параметр из 3-х разных точек. Пересечение поверхности положения даст оскомое местоположение объекта. На примере гориз. С-мы координат: · Измерение дальности R даст поверхность положения – полусферу · Измерение азимута А даст поверхность положения – полуплоскость · Измерение высоты даст конус
Оптико-электронные высотомеры и дальномеры Оптико-электронными высотомерами и дальномерами называются устройства измеряющие соответственно высоту или дальность до объекта за счет сбора и анализа отраженного от объекта .
В качестве источника излучения в лазерных дальномерах используют: ∙ арсенидгалиевые полупроводниковые лазеры λ=0.84 мкм Р=1-50 Вт ∙ рубиновые лазеры λ=0.6943 мкм Р= до 107 Вт ∙ на неодиевом стекле λ=1.65 мкм Р= до 107 Вт ∙ газовые СО2 лазеры λ=10.6 мкм Р= до 105 Вт
Импульсные дальномеры Основаны на измерении времени прохождения излучения до объекта и обратно. Дальность действия таких устройств ограничена сверху мощностью излучателя и потерями на трассе, а снизу – пеленой обратного рассеяния.
Для уменьшения влияния обратного рассеивания приемный канал отключается (стробируется) на время , равное длительности импульса τимп Схема импульсного дальномера
В резонаторе лазера (1) устанавливается вращающаяся призма БР-180 (частота вращения 24 тис. об./мин.) за счет вращения которой осуществляется модуляция добротности резонатора и обеспечивается длительность импульса меньше 30 нс. Для накачки используется неоновая лампа (4) . Телескопической системой (5) уменьшается угол расходимости излучения с 20' до 1'. Часть зондирующего импульса отводилась соединительной призмой (6) в приемную ос (7). После прохождения через блоки (9)(10) это излучение передним фронтом импульсов включало счетчик в блоке обработки (11). Отразившись от земной поверхности зондирующее излучение фокусировалось ос (7) на фотокатоде ФЕУ (9), ((8)-интерференционный фильтр). После обработки сигнала в блоке (10) передний фронт зондирующего излучения выключал счетчик в блоке (11), на индикаторе (12) отображалась высота, рассчитанная по формуле (1) На время зондирующего импульса ФЕУ (9) отключался.
Фазовые дальномеры Измерение дальности сравнением фаз опорного и отраженного от объекта сигнала. Основным недостатком является постоянное влияние помехи обратного рассеяния. Схема фазового дальномера :
Для измерений дальности в рассмотренном методе необходимо соблюдать условие однозначности фазовой дальнометрии : Измеряемая дальность не может превышать первого периода модулирующего сигнала
Для обеспечения требуемой точности измерения на больших дальностях используют 2х и 3х частотные схемы: На малой частоте Fм проводят предварительный замер, а для повышения точности увеличивают Fм. Таким образом на все фазометрах присутствуют постоянное напряжение по величине которого можно определить разность фаз 2-х импульсов. Схема фазового высотомера.
Сигнал от СО2 лазера(1)модулируется по амплитуде в модуляторе (2) под управлением генератора (4) с частотой 5 МГц. После прохождения через расширительную систему ОС (3) сигнал отражается от подстилающей поверхности и собирается объективом приемного блока (5) на чувствительной поверхности приемника блока (7). Интерференционный фильтр (6) повышает соотношение с/ш на входе. Для увеличения точности дальнейшей обработки сигнала в блоке (7) происходит гетеродинирование (сложение сигналов 2-х разных частот). Гетеродинированый сигнал с частотой 5,25 МГц формируется в гетеродине (генераторе) (9)Сигнал с частотой 0,25МГц усиливается в селективном усилителе (8) и подается на первый вход фазового детектора (12). На второй вход фазового детектора подается сигнал с частотой 0,25 МГц промодулированый по фазе частотой 70 Гц. Опорный сигнал образуется после гетеродинирования сигналов с частотой 5 МГц и 5,25 МГц в блоке (10) и модулируется по фазе в фазовом модуляторе (11). Таким образом на выоде фазового детектора (12) будет напряжение с частотой 70 Гц, амплитуда которого пропорциональна фазовому сдвигу опорного и зондирующего сигнала. Этот сигнал усиливается селективным усилителем (14), детектируется в асинхронном детекторе (15), (который управляется от генератора (13)) и подается в блок обработки сигнала (16). Обработаный результат измерений виде величины высоты отображается на индикаторе (17).
Принцип в базовых высотомерах основан на измерении угла α, отраженного от объекта луча. Тогда дальность вычисляется по формуле: ( см рис с самолетом J), где заранее известно базовое расстояние между приемником и источником излучения. Точность таких устройств очень низкая. 
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
Излучение лазера (1) модулируется по амплитуде в модуляторе (2) сигналом масштабной частоты Fм . На входе расширителя пучка формируется зондирующее излучение мощностью Р3, где Р1-среднее значение мощности, m-коэффициент модуляции(0.. излучение собирается1), φ0 – начальная фаза модулированного сигнала. После отражения от объекта излучение собирается ОС (4) на приемнике (5), затем обрабатывается в блоке обработки (6) и подается на первый вход фазометра (7), мощность сигнала на выходе блока (6) равна РR , где tH – время задержки отражения излучения. UΔ и Uоб – задержки фазы сигнала соответственно в цепях дальномера и от отраженного от объекта. На второй вход фазометра подается опорный сигнал Fм . По результатам измерения разности фаз на индикаторе (8) отображается величина дальности.
