無線電跟蹤測量系統(tǒng)
2010-05-10 13:35:49
利用無線電波的特性對跟蹤并測量其飛行軌跡參數(shù)的系統(tǒng)。無線電跟蹤測量系統(tǒng)能進行遠距離探測并能測量目標(biāo)的特性參數(shù)，不受氣象條件的限制，而且無線電信道便于傳送多種信息，因此它在航空和航天活動中被廣泛應(yīng)用于靶場測量、指揮控制、遠程警戒、航天器的跟蹤測軌等方面。它的探測距離、測量精度、抗干擾性能不斷提高，工作波段越來越寬。各種無線電測量系統(tǒng)所采用的技術(shù)雖有很大不同，但基本原理并無多大變化。
無線電跟蹤測量系統(tǒng)用無線電波在地面和飛行器之間傳遞各種信息。地面向飛行器發(fā)送的信號稱上行信號；飛行器向地面發(fā)送的信號稱下行信號。無線電跟蹤測量系統(tǒng)一般由飛行器上設(shè)備和地面設(shè)備兩部分組成。飛行器上的設(shè)備是信標(biāo)機（發(fā)送下行信號的發(fā)信機）或應(yīng)答機（包括接收上行信號的接收機和發(fā)送下行應(yīng)答信號的發(fā)射機）。地面設(shè)備有發(fā)射機、接收機、天線、數(shù)據(jù)終端、計算機和記錄顯示設(shè)備等。它的工作原理是：發(fā)射機產(chǎn)生的無線電信號由天線定向輻射到目標(biāo)所在的空間，再由地面接收天線接收飛行器轉(zhuǎn)發(fā)或發(fā)送的下行信號，經(jīng)接收機檢測,比較上、下行信號或下行信號的變化,即可測出飛行器相對于地面測控站的角度、距離和距離變化率等參數(shù)，確定飛行器的空間位置和速度。連續(xù)進行這樣的跟蹤測量即可得出飛行器的彈道或軌道。測量系統(tǒng)對于各種不同的目標(biāo)所測量的基本參數(shù)是相同的，不過對于有動力作用的飛行器（、、等），測量系統(tǒng)應(yīng)有瞬時定位和適應(yīng)速度變化的能力；而對于和一類的，則因軌道變化較為緩慢，一般可用較少參數(shù)和較長測量時間來完成測量任務(wù)。
無線電跟蹤測量系統(tǒng)主要有脈沖測量系統(tǒng)和連續(xù)波測量系統(tǒng)兩類。
脈沖測量系統(tǒng) 以測量無線電波在空間傳播的時間間隔為基礎(chǔ)的定位測量系統(tǒng)。它通常由地面脈沖測量雷達和飛行器上的應(yīng)答機組成。地面雷達以很高的射頻功率對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射射頻脈沖，應(yīng)答機收到脈沖信號后立即應(yīng)答，向地面發(fā)射應(yīng)答脈沖，地面測控站測出發(fā)射脈沖時刻與應(yīng)答脈沖到達時刻之間的時間間隔，就可得到目標(biāo)至測控站的距離；雷達天線跟蹤應(yīng)答機信號，指示出目標(biāo)相對測控站的方位角和俯仰角。
脈沖測量系統(tǒng)分為單站雷達系統(tǒng)（采用以雷達站為基準(zhǔn)的極坐標(biāo)方式來測量距離和角度）和多站雷達系統(tǒng)（以整個系統(tǒng)組合的坐標(biāo)為基準(zhǔn)的三角定位法來測量角度和距離）。后一種系統(tǒng)可獲得高精度數(shù)據(jù)。為擴大對低軌道航天器的跟蹤測量范圍，常使用雷達鏈系統(tǒng)（見）。
連續(xù)波測量系統(tǒng) 分為多普勒頻移系統(tǒng)、距離和距離變化率測量系統(tǒng)、相位比較系統(tǒng)和這些系統(tǒng)的多種變化類型。
①多普勒頻移系統(tǒng)：利用多普勒效應(yīng)測定飛行器徑向速度，借以測量其飛行軌跡（見）。
?、诰嚯x和距離變化率測量系統(tǒng)：也稱為連續(xù)波雷達系統(tǒng)，它主要用于人造地球衛(wèi)星軌道測定。在航天器應(yīng)答機配合工作時，可同時得到航天器相對測控站的距離、距離變化率和角度數(shù)據(jù)（見）。
?、巯辔槐容^系統(tǒng)：利用無線電波的相位關(guān)系測量角度和角度變化率。這種系統(tǒng)的比相精度取決于兩個天線之間的距離（基線長度）和基線的穩(wěn)定性（見）。
現(xiàn)代無線電跟蹤測量系統(tǒng)已開始將軌道測量、遙測、遙控數(shù)據(jù)傳輸、話音通信綜合在一起,用一個無線電載波傳輸。還建成了及其地面設(shè)備所組成的新型航天無線電測量系統(tǒng),利用兩顆分開約 140°經(jīng)度的衛(wèi)星和一個地面控制接收站，就能對多顆低軌道衛(wèi)星進行全球性的跟蹤測控和數(shù)據(jù)中繼。為解決高、低軌道衛(wèi)星間信號的相互截獲和對多顆低軌道衛(wèi)星的測量、控制等問題，應(yīng)用了多種新技術(shù)。
