CC BY
59УДК 629.7.051
2А. И. Вильданов, ХВ. В. Евстратько, 1А. В. Мишуров, ХС. П. Панько, 2С. А. Рябушкин
1 Сибирский федеральный университет, г. Красноярск, Россия 2АО «Информационные спутниковые системы» им. акад. М. Ф. Решетнёва»,
г. Железногорск, Красноярский край, Россия
КОМПЛЕКСИРОВАНИЕ ПЕРЕДАЧИ КОМАНД И ДАЛЬНОМЕРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
Представлен принцип объединения далъномерных измерений не только по далъномерному, но и по командному сигналу, что повышает точность
измерения.
Ключевые слова: измерение дальности, передача команд, усреднение результатов измерений.
!A. I. Vildanov, ХУ. V. Evstratko, XA. V. Mishurov,
*S. P. Panko, 2S. A. Ryabushkin
1Siberian Federal University, Krasnoyarsk, Russian Federation 2JCS «Academician M. F Reshetnev» Information satellite systems»,
Zheleznogorsk, Russian Federation
THE AGGREGATION COMMAND AND THE RANGEFINDERTION MEASUREMENTS
Presents the principle of combiningthe range measurements not only on distance but also on command signal that increases the accuracy of measurement.
Key words: measurement range, command transmission, the averaging results
of measurements.
Использование общего командно-даль-номерного тракта, обеспечивающее экономию частотного ресурса, приводит к необходимости раздельной передачи по времени. В [1] это обеспечивается с помощью мультиплексора, управляемого оператором НКУ, либо автоматически с приоритетом командных сигналов в соответствии со входной частью командной радиолинии на рис. 1.
Один из сигналов на входе мультиплек-сора/кодера, например, si - команда, другой - s2 - дальномерная последовательность. Отсюда следует, что команды и дальномерная последовательность передаются не одновременно и, совершенно понятно, что командные последовательности имеют высший приоритет.
Рис. 1. Формирователь передаваемо госигнала
©
Вильданов А. И., Евстратько В. В., Мишуров А. В., Панько С. П., Рябушкин С. А., 2015
А. И. Вильданов, В. В.Еветраткко,А. В.Мишуров,С. И.Ианъко, С. А. Рябушкон
Комплексирование передачи команд и дальномерных измерений
Рис. 2. Комплексированный измеритель дальности КА
23
Поэтому измерение дальности прерывается во время передачи командных сигнало в. Ниже этот недостаток устраняется на основе структурной схемы по рис. 2. Техническая сущность состоит в том, что дальность КА измеряется не только по лальномерной последовательности, но и по командной последовательности, т.е. без перерывов , выз ванной посылкой команды.
С персенального кокоьютмра опнратооа ПКО в автоматическом или ручном режиме подаётся импульс на чтение комынд на узел постоянной памяти команд УППК. Командная послндовательнемть в форме битового согнала поступает на передатчик Пер черлз мультиплексор Мх и в виде последовательности радиоимпульсов на несущей частоте радиолинии «вверх» через антенный пост АП передаётся на КА. Принятая и идентифицированная командная последовательность на борту КА направляется на исполнение узлами и подсистемами КА. По линии «вниз» с КА направляется квитанция об этом событии. На практике возможны два варианта квитанции - заранее оговоренное сообщение, которое может быть частью команды, или команда полностью. Это закладывается при конструировании КА.
На время отсутствия команд с ПКО регулярно поступает импульс на чтение дально-мерной последовательности из узла постоянной памяти дальномерных последовательностей УППД, которая излучается в сторону КА через АП. Поэтому на КА последовательно излучается либо команда, либо дальномерная последовательность.
Принятая на борту КА дальномерная последовательность ретранслируется по радиолинии «вниз». Коррелятор со схемой управле-
ния Корр сопоставляет принятую и местную поспндовательности, лоступающую с выхода Мх. Схема управления Корр обеспечивает поиск максимума корреляцнонноК функции, который достигается в момент совпадения излучаемой и принятой послядлвьтельннстей. Импульсом с выхода элемента ИЛИ запуска-етса времяизмерительный узел ВИУ кмждый раз при запуске команды или дальномерной последовательности. Импульсом «Стоп»
с выхода Корр работа ВИУ прекращается. Измерение длителнности антервала ьремени между импульсами «Пуск» и «Стоп», которая пропорциональна дальности КА, производится путем подсчета количества импульсов опорного генератора ОГ. Поскольку информационный поток на КА не прерывается, то с выхода ВИУ регулярно поступают цифровые эквиваленты длительности измеряемого интервала времени. Результаты частных измерений усредняются в узле усреднения БУ.
Эффективность предложенного технического решения можно показать следующим путем. Обозначим результат измерения длительности интервала времени
х = х + А.
лизм ли
Здесь индекс «и» обозначает истинное значение длительности интервала времени; А,- -погрешность измерения истинного значения в i-м такте. Наиболее существенно искажение, вызванное шумом в тракте принимаемого сигнала.
Если команды отправляются достаточно часто, что характерно для режима неориентированного полета КА, то дальность измеряется прерывисто. Погрешность одиночного из-
№ 4 (14) октябрь-декабрь 2015
мерения обозначим А,. Поскольку измерения по описанной методике производятся непрерывно как по командным, так и по дально-мерным сигналам, то возможно эффективное усреднение результатов k измерений, ie(1 ...k), производимое в блоке усреднения БУ. Считая отдельные А, некоррелированными, получим
__ l k l k __
x =—У x +—У A. = x + A.
и j /—! и / L-t 1 и k ;=i k i=i
Здесь A - среднее значение погрешности при k измерениях и хи = хи .. Это выражение опирается 11а изве стное положение теории вероятностей M[a + b] = M[a] + M[b\, M- символ математического ожидания. Широко известно [2 \, что
Здесь Dp - дисперсия усредненного результата измерений, а DEX - дисперсия А,. При достаточно больших k дисперсия результирующей погрешности стремится к нулю: Dp ^ 0. Это позволяет существенно уменьшить случайную составляющую погрешности измерения дальности КА, вызванную шумом. Иначе дело обстоит, когда необходима неоднократная передача команд. При этом эффективность усреднения существенно уменьшается.
Наибольшая эффективность рассмотренного подхода к измерению дальности достигается при кодировании команд псевдослучайной по следовательностью с разрядностью, равной разрядности дальномерной ПСП.
Бнблнографнческне ссылки
1. Harles G. Ranging system and method for satellites. US Patent 6864838. March, 8, 2005.
2. Вентцель Е. С. Теория вероятностей. М. : Высш. шк., 1999.
Статья поступила в редакцию
16.10.2015 г.
