СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАБИЛЬНОСТИ ЧАСТОТЫ ГЕНЕРАТОРА Советский патент 1971 года по МПК G01R23/02 

По предлагаемому способу сигнал эталонной частоты излучают с наземной станции, затем ретранслируют попеременно с сигналом измеряемой частоты в одном сеансе связи, после чего сравнивают нестабильность частот обоих сигналов, при этом попеременно используют общие для обоих сигналов бортовое передающее и наземное приемное устройства. Это позволяет повысить точность измерения. На чертеже изображен один из вариантов схемы устройства, реализующего предлагаемый способ. От высокостабильного генератора / эталонной частоты через преобразователь 2 частоты синхронизуют наземный передатчик 3, а также наземное приемное устройство 4. Наземный передатчик излучает непрерывный сигнал с частотой /о- На вход бортового приемника 5 поступает сигнал с частотой fo±F,3, где д.э - эталонное значение частоты. Приемник спутника обеспечивает непрерывное слежение за частотой этого сигнала. С выхода приемника сигнал через переключатель 6, находящийся в положении а, подают па прсобразователь 7 частоты, который обеспечивает дробное преобразование частоты принятого сигнала. Преобразование частоты необходимо для развязки приемного и передающего каналов измерительной траекторной системы. С преобразователя на бортовой передатчик поступает сигнал с частотой 5(.э). где В - коэффициент преобразования. За счет движения спутника излучаемый бортовым передатчиком сигнал приобретает дополнительный допплеровский сдвиг. Таким образом, после усиления и соответствующего преобразования с выхода наземного приемное устройство 4 на вход счетчика и регистратора 9 допплеровской частоты поступает полезный сигнал, частота которого пропорциональна частоте 2/д.э. Одновременно на регистратор с коммутатора 10 режима подают сигнал признака режима работы измерительной системы. После регистрации значения допплеровской частоты, полученной в запросном режиме, траекторную систему переводят в беззапросный режим измерений. Для этого с коммутатора режима на наземное командное устройство // подают сигнал переключения режима. Командное устройство вырабатывает соответствующую команду, которая через передатчик 3 и приемник 5 поступает на бортовое командное устройство 12, обеспечивающее перевод переключателя 6 в полол ение б.

чик 8 излучает сигнал с частотой Bfo. На вход наземного приемника ноступает сигнал с частотой В(.с), где .с-частота сигнала, принимаемого со спутника земли. В беззапросном режиме измерений в наземном приемном устройстве, кроме выделения допплеровской частоты сигнала, производится его умножение на два. В этом случае с узконолосного следящего фильтра приемника на счетчик и регистратор частоты поступает сигнал, частота которого пропорциональна частоте .с. После регистрации частоты .с при номощи коммутатора режимов траекторную систему переводят в запросный режим измерений, и весь процесс снова повторяют. Частоту переключений задают при помощи коммутагора режимов.

Умножение частоты Fj,c на два позволяет практически уровнять ошибки метода (аппаратурные ощнбки, ошибки за счет незнания скорости распространения радиоволн, ионосферные и тропосс|)ерные ошибки) для обоих режимов измерений. Относительно ионосферной ошибки сказанное справедливо лишь для случая, когда частота запроса на единицы процентов отличается от частоты ответа. В этом случае можно считать, что ионосферная ошибка канала «Земля-борт плюс ионосферная ошибка канала «Борт-Земля (режим запроса) равна удвоенной ионосферной ошибке канала «Борт-Земля (беззапросный режим). В противном случае необходимо учитывать различие этих ошибок.

Что касается влияния нестабильности синхронизирующих генераторов на точность измерения допплеровской частоты, то в каждом из режимов измерений она проявляет себя по-разному. В беззапросном режиме отклонение несущей частоты обусловливает появление ошибки измерения допплеровского смеш,ения частоты, равной по величине этому отклонению

..

В запросном режиме ошибка за счет нестабильности наземного эталона выражается следующей формулой:

л с У- f .э --- А/о,

где Vr - радиальная скорость движения снутника;

С - скорость света.

Так как величина Рр.э за счет нестабильности наземного эталона частоты на несколько порядков меньше величины .с за счет нестабильности бортового генератора (даже при одинаковой стабильности этих генераторов), то ее при дальнейших расчетах можно не учитывать. Таким образом, без учета ошибок метода математической обработки результатов измерений можно считать, что для любого момента времени в данном сеансе измерений

i Рц.с-Рк.9 А/о,

где А/о- абсолютное отклонение несущей частоты сигнала (в беззапросном режиме) от своего номинала и полностью характеризует стабильность бортового генератора частоты. Предлагаемый снособ определения стабильности частоты бортового генератора предлагает вводить результаты измерений .э и /д.с в электронную вычислительную машину 14 для их математической обработки.

Предмет изобретения

Способ определения стабильности частоты генератора, установленного на подвижном объекте, который основан на сравнении с частотой эталонного генератора, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерения, сигнал эталонной частоты излучают с наземной станции, затем ретранслируют попеременно с сигналом измеряемой частоты в одном сеансе связи, после чего сравнивают нестабильность частот обоих сигналов, при этом попеременно используют общие для обоих сигналов бортовое передающее и наземное приемное устройства.