УДОП

Мультистатический радар и мультирадарная система UDOP ) ( UHF Doppler (MSRS) использует доплеровский радар для отслеживания ракет и измерения траектории. Мишень освещается на частоте 450   МГц. Пять приемных станций, расположенных вдоль баз длиной от 40 до 120 км (от 25 до 75 миль), принимают сигналы от транспондера цели на частоте 900   МГц. Эти пять станций дают скорость наклонной дальности . Чтобы вычислить диапазон или положение, требуется начальная позиция из какой-либо другой системы слежения. Случайная ошибка составляет 6 см (2,4 дюйма), но общая ошибка включает систематическую ошибку 2,7 м (8,9 фута) плюс начальную ошибку. UDOP имел относительно низкую стоимость по сравнению с другими высокоточными системами. В США MSRS нашел важное применение для точного измерения траекторий ракет на Восточном испытательном полигоне ВВС , который простирается от материковой части Флориды до Индийского океана. К этим MSRS относятся AZUSA , MISTRAM и UDOP. Все системы используют совместный транспондер-маяк на наблюдаемой цели и наземную передающую станцию ​​с несколькими приемными станциями в отдельных, точно расположенных точках.

UDOP использовал транспондер AN/DRN-11, установленный на ракете-носителе Saturn (семейство ракет) для миссий проекта Gemini .

AZUSA C -диапазона Интерферометрический CW- интерферометр , работающий с 1950-х годов, имеет один передатчик и девять приемников, расположенных вдоль двух пересекающихся базовых линий общей длиной около 500 метров (1600 футов). Промежуточные приемники, расположенные на расстоянии от 5 до 50 м (от 16 до 164 футов), используются для разрешения фазовой неоднозначности. Система AZUSA измеряет дальность путем измерения фазы боковых частот, модулирующих несущую, когерентную дальность - с помощью доплеровского счета, двух направляющих косинусов и двух скоростей косинусов. Возможна погрешность менее 3 м (9,8 футов) по дальности и 20 ppm по косинусу направления.

Измерение траектории ракет (MISTRAM) представляет собой непрерывную интерферометрическую систему с приемными станциями, расположенными вдоль двух взаимно перпендикулярных базовых линий, расположенных на расстоянии от 3 до 30 км (от 1,9 до 18,6 миль). Этот MSRS может измерять дальность, четыре разницы дальности, скорость дальности и четыре скорости разницы дальности цели. Ошибка дальности составляет менее 0,8 м (2,6 фута).

Принципы работы

Нет ничего нового в использовании системы отслеживания CW для получения метрических данных. В 1965 году система была дополнена короткими базами от нескольких метров до нескольких сотен метров в отличие от традиционной системы UDOP с базами в несколько километров и длиннее. Система UDOP широко использовалась в программе Сатурн в НАСА Космическом центре имени Джона Ф. Кеннеди (NASA-KSC).

UDOP — это двусторонняя, когерентная, непрерывная система слежения. Это высоконадежный источник данных, обеспечивающий очень точные измерения скорости. Система UDOP, потомок доплеровской скорости и положения (DOVAP), была разработана NASA-KSC.

Операция

Функциональная блок-схема системы слежения за объектами UDOP

UDOP состоит из трех основных элементов:

1. Наземные передатчики
2. Воздушный транспондер
3. Наземный приемник

На практике также используются центральная станция регистрации и система обработки данных.

Упрощенная функциональная блок-схема системы ближнего слежения UDOP показана на рисунке. Передатчики используют первичный стандарт частоты для определения используемых частот. Стандарт умножается на 50   МГц и транслируется в качестве опорного сигнала на приемные станции. 50   МГц умножаются на 450   МГц и передаются на транспондер бортовой в качестве сигнала запроса. Транспондер принимает   сигнал частотой 450 МГц, дублирует и повторно передает сигнал на частоте 900   МГц.

Наземные станции одновременно принимают   опорный сигнал 50 МГц и   сигнал транспондера 900 МГц. Сигнал 50   МГц умножается на 18 и сравнивается с   сигналом 900 МГц. Разница будет равна нулю для автомобиля на площадке, и будет наблюдаться эффект Доплера (измеряется в циклах в секунду), если автомобиль находится в движении. Этот эффект будет пропорционален скорости контура, а величина будет зависеть от местоположения передатчика, приемника, а также положения и скорости транспортного средства.

Наземные приемники UDOP представляют собой двойные супергетеродинные двухканальные блоки с общими гетеродинами. Все результирующие частоты после смешивания относятся к стандарту частоты, за исключением тех, в которых наблюдается доплеровский сдвиг. Следовательно, эффекты Доплера измеримы.

Операция UDOP с промежуточным смещением

Существующая система работает в режиме смещения, при котором опорная частота повышается до 5   кГц выше 900   МГц, вызывая частоту биения 5   кГц, пока транспортное средство находится на площадке. Когда автомобиль движется, к   частоте 5 кГц добавляется эффект Доплера. Основным преимуществом является упрощение обработки данных, поскольку частота варьируется от 5   кГц, а не от нуля. Эта частота смещения получается с использованием методов фазовой автоподстройки частоты .

Сокращение данных

Оцифрованные данные UDOP, записанные с каждой приемной станции, поступали на компьютер, который рассчитывал положения X, Y и Z. Затем эти положения были аппроксимированы полиномом второй степени с использованием средней точки и сглаживания движущейся дуги в течение односекундного интервала. В результате этого процесса были получены сглаженные положение, скорость и ускорение.

Представленные данные были приведены к земной, правосторонней, прямоугольной декартовой системе координат. Ось Y перпендикулярна сфероиду Кларка 1866 года и положительна вверх. Ось X положительна в направлении азимута полета. Источником сигнала для системы UDOP является передающая антенна транспортного средства в стартовой позиции транспортного средства.