Радиоэлектронные методы наблюдения.
Радиоэлектронные методы, используемые для наблюдений спутников, подразделяют на интерференционные, доплеровские и дальномерные. В радиоинтерферометре измеряется разность фаз сигналов от спутника, которые принимаются на Земле в один и тот же момент двумя разнесёнными антеннами. В доплеровском методе измеряют разность частоты, принимаемой на станции, и стандартной частоты. При измерении расстояний сигнал, посылаемый станцией, модулируется по фазе. Сигнал принимается импульсным приемопередатчиком, спутника, который ретранслирует его как фазовую модуляцию с изменённой несущей частотой. Наземные станции принимают сигнал. На них измеряют фазовый сдвиг модуляции фазометром и далее пересчитывают его в расстояние.
Для решения задач космической геодезии применяется преимущественно эффект Доплера, поскольку соответствующая аппаратура является наиболее простой и обеспечивает более высокую точность, чем метод радиоинтерферометра или непосредственное измерение расстояний. Доплеровская установка состоит и приёмника транслируемой спутником частоты, высокостабильного наземного генератора частоты и регистрирующих устройств.
Принятая приёмником частота сравнивается
с частотой наземного генератора и из
их разности выделяется доплеровский
сдвиг частот
за достаточно малый интервал времени
.
Сдвиг частоты пропорционален изменению
расстояния до ИСЗ за интервал времени
:
где с – скорость распространения
радиоволн;
частота,
относительно которой измеряется
доплеровский сдвиг
.
Таким образом, доплеровские системы позволяют получить разность расстояний до ИСЗ.
Если значение доплеровского сдвига
отнесено к среднему моменту, то
доплеровская система даёт возможность
определить радиальную составляющую
топоцентрической скорости ИСЗ
:
Точность измерений доплеровскими системами зависит от полноты учёта условий распространения радиоволн, стабильности частот генераторов и точности счётчиков.
Радиоинтерферометрия со сверхдлинной базой (рсдб).
Суть метода заключается в том, что два радиотелескопа, расположенных на двух пунктах, удалённых друг от друга на значительное расстояние, регистрируют одновременно излучение весьма удалённого естественного радиоисточника. Анализ записей радиосигналов на пунктах наблюдений позволяет определить «временную задержку» и частоту интерференции.
Методом РСДБ можно уточнять координаты радиоисточников (создавать на этой основе инерциальную систему координат), длину и направление хорд, соединяющих пункты; параметры вращения Земли; осуществлять синхронизацию часов, находящихся на удалённых друг от друга пунктах.
Потенциальная точность метода характеризуется ошибками 0.001 – 0.0001″ (направление), несколько сантиметров (длина хорды, координаты пункта, координаты полюса), 0.15 мс в сутки (вариации скорости вращения Земли).
Необходимые условия для реализации метода РСДБ:
наличие радиотелескопов, работающих в сантиметровом диапазоне, диаметром около 30 м и более, с полноповоротными антеннами;
наличие генераторов частоты со стабильностью 10-13– 10-14;
соответствующее машинное и математическое обеспечение;
наличие каталога радиоисточников.