ПЕЛЕНГАЦИЯ ЧАСТОТНОМОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ ДЛЯ СБЛИЖЕНИЯ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

© И.В.Воронец, Д.А.Германов
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы профессиональной деятельности космонавтов"
2002 г.

Важным направлением профессиональной деятельности космонавтов является сближение и причаливание космических аппаратов (КА). Эффективность их выполнения во многом зависит от качества информационного обеспечения (ИО) космонавта. ИО в основном базируется на измерениях угловых координат КА. В настоящее время при разработке новых систем измерения параметров относительного движения КА упор делается на использовании фазового метода пеленгации. Действительно он имеет определённые преимущества: высокую точность, отсутствие движущихся механизмов и т. д. Однако, анализ возможностей минимизации масс используемых компонентов, источников ошибок измерений, требующих использования дополнительных устройств их минимизации, а также причин невысокой дальности действия метода показал, что от анализа разностей фаз необходимо отказаться. Его точность сильно зависит от отношения сигнал/шум и амплитуд сравниваемых сигналов. Учёт амплитуд сигналов существенно усложняет схему измерения.

В связи с этим автором разработан метод измерения угловых координат линии визирования КА, излучающего не одночастотный сигнал, а сигнал с изменяемой во времени частотой. Тогда сравниваются сигналы двух антенн в базе не по фазе, а по частоте. Точность определения координаты зависит от скорости изменения частоты облучающего сигнала и практически не зависит от амплитуды сигнала и отношения сигнал/шум при его значении большем единицы. Этот факт позволяет вести измерения на дальностях больших по сравнению с максимальной при оценке фазы. Упрощаются схемы реализации измерений, они легче и компактней. При ограниченных возможностях обеспечения высоких скоростей изменения частоты точность измерения угловых координат достигается за счёт увеличения времени измерения (наблюдения сигнала). Метод позволяет проще измерять углы пеленга, так как с каждой антенны пеленгующего КА излучаются сигналы, разнесённые по частоте. Для сравнения по фазе должна была быть одна частота, что требовало сложных схем окраски и разделения сигналов. И, наконец, в предлагаемом методе отсутствует неоднозначность измерения. В фазовой оценке это требовало практически повторения каналов измерения.

В докладе представлены теоретические аспекты метода, конкретные схемные решения, тактико-технические параметры и оценка стоимости реализующей метод аппаратуры.