В книге рассматриваются основы теории и техники радиотехнических систем траекторных измерений ракет и космических объектов. На единой основе статистической теории радиолокационного наблюдения излагаются методы измерения параметров движения объектов и принципы построения радиотехнических устройств, предназначенных для траекторных измерений. Рассматриваются влияния различных факторов, определяющих точность измерительных систем.
Особое внимание уделяется вопросам обработки измерительной информации с целью оценки местоположения объектов, определения их траектории и прогнозирования движения. Рассматриваются основанные на применении электронных вычислительных машин методы определения параметров траекторий ракет и космических объектов -по данным, полученным от радиотехнических измерительных систем. Приводятся примеры построения и использования систем траекторных измерений.
Весь фактический и цифровой материал взят из отечественной и иностранной литературы.
Книга рассчитана на специалистов, занимающихся проектированием и эксплуатацией современных радиотехнических систем, а также учащихся старших курсов соответствующих вузов.
Тябл 11 ПНР 1 Я(-\ fiwfijr FiF» нячп
Предисловие
Быстрый прогресс ракетной и космической техники привел к созданию и развитию радиотехнических систем траекторных измерений, которые широко применяются для контроля траекторий ракет и космических объектов и управления их движением. Теория и техника этих систем, по существу, является новым самостоятельным направлением в современной радиолокации.
В состав систем траекторных измерений входят радиотехнические станции, измеряющие параметры движения объектов, а также средства обработки, регистрации и отображения получаемой информации. По данным, поступающим от радиотехнических измерительных станций, с помощью электронных вычислительных машин определяются параметры траекторий и прогнозируется движение объектов наблюдения.
Устройства траекторных измерений могут или быть автономными, или образовывать комплексную систему, в которой каналы радиолокационных измерений совмещены с каналами передачи команд и телеметрических данных. В последнем случае, однако, структура общего совмещенного канала и конструкция станции в целом определяются, главным образом, характе-
О Г Л А В ,1 Е И И Е
Предисловие................ 3
Глава 1. Общие сведения о радиотехнических методах траекторных измерений и о траек-торных измерительных комплексах . . 7
1.1. Траекторные измерения и области их применения........... 7
1.2. Основные сведения о траектории полета, ее математическом описании и способах определения ...... 10
1.3. Особенности траекторных измерений на различных участках полета объекта . 24
1.4. Траекторный измерительный комплекс 29
Глава 2. Радиотехнические принципы измерения
координат и их производных . ... 35
2.1. Методы формирования сигналов при измерении параметров движения объектов ..............35
2.2. Информационные связи между параметрами движения объекта и параметрами сигнала ..........' . . 37
2.3. Ошибки измерений параметров положения и движения объектов . ... 47
Глава 3. Методы обнаружения сигналов и оценки
их параметров.........51
3.1. Задачи приема сигналов и оценка качества приема.........51
3.2. Понятие об оптимальном приемнике 54
3.3. Оптимальный прием сигналов в шуме 59
3.4. Эффективность оптимальных методов обнаружения сигналов в шуме ... 74
3.5. Потенциальная точность измерения параметров сигнала в шуме . ... 80
Глава 4. Влияние условий распространения радиоволн на дальность действия и точность систем траекторных измерений ... 84
4.1. Дальность действия в свободном пространстве , . . ,,,.,.,,, 84
495
4.2. Влияние атмосферы на дальность действия систем траекторных измерений . 89
4.3. Атмосферные ошибки траеЛорных из-мерений ............Ю5
4.4. Внутренние шумы приемно-усилитель-ных систем..........124
4.5. Помехи, создаваемые внешними источниками радиоизлучения.....128
4.6. Влияние плазмы, окружающей объект 134
Глава 5. Методы измерения дальности.....140
5.1. Оптимальные приемники измерения
дальности неподвижных объектов . . 141
5.2. Потенциальная точность измерения дальности .............143
5.3. Разрешающая способность по дальности . . . . .........147
5.4. Фазовый метод измерения дальности 151
5.5. Частотный метод измерения дальности 161
5.6. Импульсный метод измерения дальности ..............164
5.7. Использование сигналов сложной формы
для измерения дальности ..... 168
5.8. Автоматическое сопровождение по дальности .............175
Глава 6. Измерение радиальной скорости и дальности движущихся объектов . . . 194
6.1. Способы измерения радиальной скорости 194
6.2. Особенности запросной и беззапросной
систем измерения радиальной скорости 200
6.3. Потенциальная точность измерения радиальной скорости и разрешающая способность ..........207
6.4. Совместное • измерение дальности и
радиальной скорости. Принцип неопределенности ...........211
6.5. Потенциальная точность совместного
измерения дальности и радиальной скорости ...........224
6.6. Автоматическое сопровождение объектов
по скорости...........229
Глава 7. Методы измерения угловых координат и
угловых скоростей .......242
7.1. Фазовый метод пеленгации .... 242
7.2. Амплитудный метод пеленгации , . 250
7.3. Моноимпульсные пеленгаторы . . . 255
7.4. Потенциальная точность измерения угловых координат и разрешающая способность по направлению . . . , 271
496
7.5. Потенциальная точность и способы из-
мерения угловой скорости .... 278
7.6. Автоматическое сопровождение объектов
по направлению........282
Г л а в а 8. Определение положения измерительных
средств на земной пов?рхности . . 297
8.1. Земной эллипсоид и системы коордиат 297
8.2. Исходная геодезическая основа . . 303
8.3. Способы определения координат радио-
технических средств.......306
8.4. Юстировка антенных систем . ... 312
Глава 9. Преобразование и предварительная обработка измерительной информации . 315
9.1. Назначение и со тав устройств предва-
рительной обработки информации . . 315
9.2. Преобразование измерительной ин-
формации в цифровую форму . . . 320
9.3. Предварительная обработка измери-
тельной информации......332
Глава 10. Определение положения и вектора скорости объекта.........342
10.1. Линии и поверхности положения. Определение местоположения объекта 342
10.2. Определение вектора скорости объекта 346
10.3. Линейные ошибки на плоскости и в пространстве ......... 348
10.4. Характеристики точности определения положения объектов......353
10.5. Ошибки определения вектора скорости объекта ............370
10.6. Оценка точности различных методов определения положения и вектора скорости объекта ........ 378
Глава 11. Методы определения орбит космических аппаратов по данным траекторных измерений.........389
11.1. Постановка задачи.......389
11.2. Методы расчета элементов орбиты ИСЗ 391
11.3. Методы определения орбит ИСЗ по результатам траекторных измерений на коротких мерных интервалах . . 404
11.4. Определение орбит ИСЗ по данным траекторных измерений на больших интервалах времени......426
11.5. Методы расчета частных производных от текущих элементов орбиты по начальным условиям.........436
497
11.6. Особенности определения траекторий ракет, лунных и межпланетных космических аппаратов........442
11.7. Априорная оценка точности определения элементов орбиты .... 446
Глава 12. Особенности построения радиотехнических систем траекторных измерений 463
12.1. Функции систем траекторных измерений при запусках космических аппаратов .............463
12.2. Совмещение систем траекторных измерений с телеметрическими и командными радиолиниями...........469
12.3. Использование систем траекторных измерений для встречи и стыковки космических аппаратов ..... 472
12.4. Системы измерения дальности и радиальной скорости космических аппаратов с использованием сигналов сложной формы...........474
12.5. Особенности угломерных каналов импульсных систем траекторных измерений ............ 481
12.6. Особенности построения фазовых пеленгаторов, используемых для контроля траекторий ИСЗ......486
Литература............ . 492
Цена: 150руб.
