Г. Радиально-скоростной (доплеровский дифференциальный) метод
Быстрое перемещение НКА в зоне радиовидимости наблюдателя позволяет применять этот метод, основанный на измерении радиальной скорости, то есть скорости сближения НКА с наблюдателем (судном). Для измерения радиальной скорости используется эффект Доплера, сущность которого заключается в том, что при быстром перемещении НКА, излучающего колебания строго определенной частоты f0, наблюдатель на Земле (на судне) будет принимать колебания другой частоты f.
Разность этих колебаний, называемая доплеровским смещением частоты, определяется по формуле:
(23.23) |
где | υ – скорость движения НКА по орбите; |
α – направление на судно с НКА; | |
λ0 – длина волны, соответствующая частоте f0. |
Так как υ · cosα = υρ – радиальная скорость НКА, то
(23.24) |
Если Fd = const, то α = const и υρ = const. Углу α = const в пространстве соответствует изоповерхность в виде кругового конуса, вершина которого совпадает с местом НКА, а ось – с вектором его скорости (рис. 23.8).
Рис. 23.8. Радиально-скоростной метод получения навигационной функции
Так как судно находится на Земле, то его место надо искать на кривой КК′, по которой конус пересекается с поверхностью Земли. Эта кривая – изодопа – изолиния на поверхности Земли, характеризующаяся постоянством доплеровского смещения частоты и постоянством радиальной скорости НКА.
Изодопа по своей форме близка к сферической гиперболе.
Перемещение НКА приводит к перемещению изодоп. Точка их пересечения – место судна. Для определения места судна требуется несколько изолиний – изодоп. Вторую и последующие изодопы получают вскоре после первой.
Изодопы пересекаются в двух точках (т. К и т. К′) лежащих по разные стороны трассы НКА. Подобная двузначность разрешается с помощью счисления пути судна.
За время пролета низкоорбитальных НКА может быть получено несколько сотен изодоп (при ΔТИmax = 16 мин. = 960 изодоп, а при измерении доплеровского смещения частоты за 4 мин. может быть получено 240 изодоп).
В среднеорбитальных СНС этот метод базируется на измерении трех радиальных скоростей подвижного объекта относительно трех НКА. В основу метода положена зависимость радиальной скорости точки относительно НКА от координат и относительной скорости спутника.
Недостатком этого метода является невозможность проведения измерений в реальном времени. Кроме того, в среднеорбитальных СНС реализация метода затруднена из-за медленного изменения радиальной скорости. Это обусловило применение радиально-скоростного метода в среднеорбитальных СНС только для определения составляющих скорости подвижного объекта. Однако для его реализации необходим высокостабильный эталон частоты. Нестабильность последнего приводит к неконтролируемому изменению доплеровского смещения частоты, что, в свою очередь, влечет дополнительные погрешности измерения составляющих скорости подвижного объекта.
Дата добавления: 2021-01-26; просмотров: 580;