Путешествие в космос - Баллистика и навигация космических аппаратов - 6.1. Анализ технической реализуемости измерений состояния КА различными средствами

Баллистика и навигация космических аппаратов

6.1. Анализ технической реализуемости измерений состояния КА различными средствами

Сегодня широко применяют различные типы измерительных систем (радиотехнические, оптические, гравиметрические, магнитометрические и т. д.), позволяющие осуществлять проведение измерений практически любых требуемых параметров для решения задачи определения текущего состояния КА и фактической траектории его движения. Основными видами ВТИ являются радиотехнические и оптические измерения.

Проведение радиотехнических и оптических измерений связано с определением некоторых геометрических и кинематических характеристик или временных сдвигов, отнесенных к фиксированным в пространстве точкам. Такие точки называют БАЗИСНЫМИ или ОПОРНЫМИ.

В общем случае они не совпадают с местонахождением измерительных средств. Базисными точками могут быть, в частности, стационарные (на суше), корабельные или самолетные измерительные пункты, естественные ориентиры, подспутниковые точки, радиомаяки, звезды, центры или точки касания линий визирования видимых дисков планет.

радиотехнические измерения основаны на использовании свойств изменения характеристик радиосигнала, обусловленного изменением параметров движения аппарата; оптические измерения — на использовании свойств прямолинейности распространения света в однородной среде.

Каждый из указанных видов измерений имеет свои преимущества и недостатки. Радиотехнические измерения могут быть проведены при любых погодных условиях на значительных удалениях КА от базисных точек. Как радиотехнические, так и оптические измерения возможны при условии прямой видимости аппарата с базисных точек, а их проведение вблизи Земли связано также с необходимостью учета явления рефракции.

Наземными измерительными средствами, расположенными на одном или нескольких измерительных пунктах, можно измерять:

► наклонную дальность ог измерительного пункта до КА;

► радиальную скорость К А относительно измерительного пункта;

► сумму или разность наклонных дальностей до КА с двух измерительных пунктов;

► производные от суммы или разности наклонных дальностей до КА;

► направляющие косинусы линии визирования КА, а также углы, определяющие ориентацию этой линии относительно направлений, неизменно связанных с поверхностью Земли (в частности относительно осей пунктовой системы координат);

► угловые скорости линии визирования КА относительно указанных направлений;

► углы линии визирования КА относительно направлений на звезды или планеты.

Измеряемым параметрам положения КА может быть поставлена в соответствие некоторая поверхность, на которой в момент измерений находится аппарат. Эту поверхность называют поверхностью положения или координатной поверхностью. Условию постоянства наклонной дальности соответствует поверхность положения в виде сферы с центром в базисной точке; разности и сумме наклонных дальностей — поверхности двухполостного гиперболоида и эллипсоида вращения с фокусами, расположенными в базисных точках; азимуту — вертикальная плоскость, проходящая через базисную точку; углу места и направляющему косинусу — поверхность прямого кругового конуса с вершиной в базисной точке.

В зависимости от принципа действия используемые радиотехнические системы разделяют на угломерные, дальномерные, суммарно-дальномерные,.разностно-дальномерные.

Широкое распространение имеют также смешанные способы измерения координат, когда используют поверхности положения разного вида. Так, при измерении полярных координат КА положение аппарата определяют точкой пересечения сферы (измерение наклонной дальности), конуса (измерение угла места) и вертикальной плоскости (измерение азимута).

Методы радиотехнических измерений, позволяющих определять положение КА в пространстве, основаны на регистрации изменений характеристик радиосигнала (посланного и принятого). К характеристикам радиосигнала, изменение которых можно связать с изменением параметров движения аппарата, относят амплитуду, фазу, частоту и время распространения сигнала. Соответственно различают амплитудные, фазовые, частотные и импульсно-временные методы радиотехнических измерений.

Каждое конкретное радиотехническое измерительное средство может измерять от одного до шести параметров. Если число измеряемых параметров равно шести, то обычно три из них характеризуют положение центра масс КА, а три других — скорость движения аппарата.

Радиотехнические измерения применяют для контроля движения космического аппарата на различных этапах полета, при этом ограничения в применении имеются лишь для атмосферного участка спуска КА (в диапазоне высот, где плазменные образования вокруг аппарата исключают устойчивую работу измерительных средств).

<<<Назад Страница 64 Далее>>>

WalkInSpace.Ru

Правила:

«Путешествие в космос» © 2024

Использование материалов допускается при условии указания авторства WalkInSpace.ru и активной ссылки на www.WalkInSpace.ru.

Используются технологии uCoz