無(wú)線電跟蹤測(cè)量系統(tǒng)
[拼音]:wuxiandian genzong celiang xitong
[外文]:radio tracking system
利用無(wú)線電波的特性對(duì)飛行器跟蹤并測(cè)量其飛行軌跡參數(shù)的系統(tǒng)。無(wú)線電跟蹤測(cè)量系統(tǒng)能進(jìn)行遠(yuǎn)距離探測(cè)并能測(cè)量目標(biāo)的特性參數(shù),不受氣象條件的限制,而且無(wú)線電信道便于傳送多種信息,因此它在航空和航天活動(dòng)中被廣泛應(yīng)用于靶場(chǎng)測(cè)量、指揮控制、遠(yuǎn)程警戒、航天器的跟蹤測(cè)軌等方面。它的探測(cè)距離、測(cè)量精度、抗干擾性能不斷提高,工作波段越來(lái)越寬。各種無(wú)線電測(cè)量系統(tǒng)所采用的技術(shù)雖有很大不同,但基本原理并無(wú)多大變化。
無(wú)線電跟蹤測(cè)量系統(tǒng)用無(wú)線電波在地面和飛行器之間傳遞各種信息。地面向飛行器發(fā)送的信號(hào)稱上行信號(hào);飛行器向地面發(fā)送的信號(hào)稱下行信號(hào)。無(wú)線電跟蹤測(cè)量系統(tǒng)一般由飛行器上設(shè)備和地面設(shè)備兩部分組成。飛行器上的設(shè)備是信標(biāo)機(jī)(發(fā)送下行信號(hào)的發(fā)信機(jī))或應(yīng)答機(jī)(包括接收上行信號(hào)的接收機(jī)和發(fā)送下行應(yīng)答信號(hào)的發(fā)射機(jī))。地面設(shè)備有發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、天線、數(shù)據(jù)終端、計(jì)算機(jī)和記錄顯示設(shè)備等。它的工作原理是:發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的無(wú)線電信號(hào)由天線定向輻射到目標(biāo)所在的空間,再由地面接收天線接收飛行器轉(zhuǎn)發(fā)或發(fā)送的下行信號(hào),經(jīng)接收機(jī)檢測(cè),比較上、下行信號(hào)或下行信號(hào)的變化,即可測(cè)出飛行器相對(duì)于地面測(cè)控站的角度、距離和距離變化率等參數(shù),確定飛行器的空間位置和速度。連續(xù)進(jìn)行這樣的跟蹤測(cè)量即可得出飛行器的彈道或軌道。測(cè)量系統(tǒng)對(duì)于各種不同的目標(biāo)所測(cè)量的基本參數(shù)是相同的,不過(guò)對(duì)于有動(dòng)力作用的飛行器(火箭、導(dǎo)彈、飛機(jī)等),測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)有瞬時(shí)定位和適應(yīng)速度變化的能力;而對(duì)于人造地球衛(wèi)星和空間探測(cè)器一類(lèi)的航天器,則因軌道變化較為緩慢,一般可用較少參數(shù)和較長(zhǎng)測(cè)量時(shí)間來(lái)完成測(cè)量任務(wù)。
無(wú)線電跟蹤測(cè)量系統(tǒng)主要有脈沖測(cè)量系統(tǒng)和連續(xù)波測(cè)量系統(tǒng)兩類(lèi)。
脈沖測(cè)量系統(tǒng)
以測(cè)量無(wú)線電波在空間傳播的時(shí)間間隔為基礎(chǔ)的定位測(cè)量系統(tǒng)。它通常由地面脈沖測(cè)量雷達(dá)和飛行器上的應(yīng)答機(jī)組成。地面雷達(dá)以很高的射頻功率對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射射頻脈沖,應(yīng)答機(jī)收到脈沖信號(hào)后立即應(yīng)答,向地面發(fā)射應(yīng)答脈沖,地面測(cè)控站測(cè)出發(fā)射脈沖時(shí)刻與應(yīng)答脈沖到達(dá)時(shí)刻之間的時(shí)間間隔,就可得到目標(biāo)至測(cè)控站的距離;雷達(dá)天線跟蹤應(yīng)答機(jī)信號(hào),指示出目標(biāo)相對(duì)測(cè)控站的方位角和俯仰角。
脈沖測(cè)量系統(tǒng)分為單站雷達(dá)系統(tǒng)(采用以雷達(dá)站為基準(zhǔn)的極坐標(biāo)方式來(lái)測(cè)量距離和角度)和多站雷達(dá)系統(tǒng)(以整個(gè)系統(tǒng)組合的坐標(biāo)為基準(zhǔn)的三角定位法來(lái)測(cè)量角度和距離)。后一種系統(tǒng)可獲得高精度數(shù)據(jù)。為擴(kuò)大對(duì)低軌道航天器的跟蹤測(cè)量范圍,常使用雷達(dá)鏈系統(tǒng)(見(jiàn)脈沖測(cè)量雷達(dá))。
連續(xù)波測(cè)量系統(tǒng)
分為多普勒頻移系統(tǒng)、距離和距離變化率測(cè)量系統(tǒng)、相位比較系統(tǒng)和這些系統(tǒng)的多種變化類(lèi)型。
(1)多普勒頻移系統(tǒng):利用多普勒效應(yīng)測(cè)定飛行器徑向速度,借以測(cè)量其飛行軌跡(見(jiàn)多普勒測(cè)速系統(tǒng))。
(2)距離和距離變化率測(cè)量系統(tǒng):也稱為連續(xù)波雷達(dá)系統(tǒng),它主要用于人造地球衛(wèi)星軌道測(cè)定。在航天器應(yīng)答機(jī)配合工作時(shí),可同時(shí)得到航天器相對(duì)測(cè)控站的距離、距離變化率和角度數(shù)據(jù)(見(jiàn)連續(xù)波多站系統(tǒng))。
(3)相位比較系統(tǒng):利用無(wú)線電波的相位關(guān)系測(cè)量角度和角度變化率。這種系統(tǒng)的比相精度取決于兩個(gè)天線之間的距離(基線長(zhǎng)度)和基線的穩(wěn)定性(見(jiàn)無(wú)線電干涉儀系統(tǒng))。
現(xiàn)代無(wú)線電跟蹤測(cè)量系統(tǒng)已開(kāi)始將軌道測(cè)量、遙測(cè)、遙控、數(shù)據(jù)傳輸、話音通信綜合在一起,用一個(gè)無(wú)線電載波傳輸。還建成了跟蹤和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星及其地面設(shè)備所組成的新型航天無(wú)線電測(cè)量系統(tǒng),利用兩顆分開(kāi)約 140°經(jīng)度的衛(wèi)星和一個(gè)地面控制接收站,就能對(duì)多顆低軌道衛(wèi)星進(jìn)行全球性的跟蹤測(cè)控和數(shù)據(jù)中繼。為解決高、低軌道衛(wèi)星間信號(hào)的相互截獲和對(duì)多顆低軌道衛(wèi)星的測(cè)量、控制等問(wèn)題,應(yīng)用了多種新技術(shù)。
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標(biāo)簽:無(wú)線電跟蹤測(cè)量系統(tǒng)
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