WikiSort.ru - Космос

ПОИСК ПО САЙТУ | о проекте
Антенна DORIS и приемник, установленные на борту космического аппарата OSTM/Jason-2

DORIS (фр. Détermination d'Orbite et Radiopositionnement Intégré par Satellite, сокр. DORIS) — французская гражданская система точного (сантиметрового) определения орбиты и позиционирования. Функционирование основано на принципе эффекта Допплера[1]. Включает систему стационарных наземных передатчиков — радиомаяков, приёмники расположены на спутниках. После определения точного положения спутника система может установить точные координаты и высоту радиомаяка на поверхности Земли. Первоначально предназначалась для решения задач геодезии и геофизики.

Общие сведения

Передающая антенна наземной станции DORIS, расположенной в Дионисе (Греция)

Система DORIS была разработана и оптимизирована CNES, IGN (Institut Géographique National) и GRGS (Groupe de Recherches en Géodésie Spatiale) для высокоточного определения орбиты и определения местоположения маяков. DORIS был первоначально разработан в рамках миссии океанографической альтиметрии TOPEX / POSEIDON. DORIS эксплуатируется с 1990 года, когда на борту космического аппарата SPOT-2 была запущена первая технологическая демонстрационная система (прототип полезной нагрузки). DORIS представляет собой систему микроволнового слежения, радиосистему восходящей линии связи, основанную на принципе Доплера, для которой требуется спутник — хост (для пакета космического сегмента) и глобальная сеть наземных станций слежения. Основная цель — предоставить точные измерения для услуг POD (Precise Orbit Determination — точное определение орбит) и приложений геодезии. Концепция системы основана на точных измерениях доплеровских сдвигов на радиочастотном сигнале, передаваемом наземными станциями и получаемых на борту орбитальных спутников, несущих приемники DORIS, когда они находятся в видимости станции. Количество спутников — носителей DORIS не ограничено. Результаты измерений, предоставляемые приемниками DORIS, могут использоваться в следующих приложениях:

В основе системы DORIS заложено точное измерение доплеровского сдвига радиочастоты сигналов, передаваемых наземными маяками и принимаемых на борту космического аппарата. Измерения производятся на двух частотах: 2,03625 ГГц — для измерения доплеровского сдвига и 401,25 МГц — для коррекции задержки распространения сигнала в ионосфере. Частота 401,25 МГц также используется для отметок времени измерений и передачи вспомогательных данных. Выбор системы передачи только на спутник позволяет полностью автоматизировать операции маяков и линии связи по централизованной доставке данных в центр обработки.

Доплеровский сдвиг частоты измеряется на борту спутника каждые 10 секунд. Полученная радиальная скорость (ее точность примерно равна 0,4 мм/с) используется на Земле в комбинации с динамической моделью траектории спутника для точного определения орбиты с ошибкой по высоте не более 5 см. Эти данные становятся доступными через 1,5 месяца из-за запаздывания внешних данных, например, таких, как солнечное излучение.

Обзор спутниковых миссий с пакетом DORIS

Миссия Дата запуска Представленные услуги
SPOT-2 (CNES) 22 января 1990 г. Введение приемника 1-го поколения (18 кг), двухчастотная система в 1 канале
TOPEX / Poseidon 10 августа 1992 г.
SPOT-3 (CNES) 26 сентября 1993 г.
SPOT-4 (CNES) 24 марта 1998 г. Внедрение экспериментального пакета программного обеспечения DIODE, обеспечивающего возможности обработки в режиме реального времени для навигации по S/C
Envisat (CNES) 1 марта 2002 г. — запуск приемника второго поколения (11 кг), двухчастотная система в 2-х каналах;

— улучшена версия DIODE с гравитационной моделью Земли и притяжения солнца/луны.

Jason-1 (NASA/CNES) 07 декабря 2001 г. Введение миниатюрного приемника 2-го поколения (5,6 кг), двухчастотной системы в 2-х каналах
SPOT-5 (CNES) 04 мая 2002 г. Миниатюрный приемник второго поколения
CryoSat (ESA) 08 октября 2005 г. Ошибка запуска S/C — DIODE добавил еще одну особенность: инерционные J2000 бортовые данные о местоположении и скорости, которые будут использоваться AOCS;

— введение нового процессора: Sparc ERS 32

Jason-2 (NASA/CNES, NOAA, EUMETSAT) 20 июня 2008 г. — ресиверы DGxx: 8 каналов на основе директив DIODE для получения сигналов маяков;

— DIODE добавила функцию: «Геодезические бюллетени», дающие высоту над опорным геоидом Jason-2, AltiKa и т. д.

CryoSat-2 (ESA) 8 апреля 2010 г. — определение орбиты в реальном времени для определения космического аппарата и управления орбитой (бортовой);

— предоставление точного временного задания на основе TAI (Международное атомное время); Кроме того, используется точный опорный сигнал 10 МГц (бортовой); — предоставление наземного POD (определение точной орбиты) и ионосферного моделирования

HY-2 (Haiyang-2), (CNSA) 15 августа 2011 г.
Pléiades (CNES) два космических аппарата 17 декабря 2011 г. 2013 г. — HR1: Определение орбиты выполняется приемником DORIS;

— HR2: определение орбиты выполняется приемником DORIS

SARAL[2] (ISRO / CNES) с AltiKa 25 февраля 2013 г.
Sentinel-3A (GMES), ESA 2 февраля 2016 г.[3][4]
Jason-3 (Eumetsat, NOAA, CNES) 17 января 2016 г.

Обзор характеристик определения орбиты системы DORIS

Параметр 1-е поколение 2-е поколение 2-е поколение (малогабаритных аппаратов)
Миссии SPOT-2, −3, TOPEX/Poseidon, SPOT-4 Envisat Jason-1, Spot-5
Точность орбиты ≤3 см по радиусу см по радиусу ≤3 см по радиусу
Определение орбиты в реальном времени Ось на 5 м / 3 оси (SPOT 4) Ось на 1 м / 3 оси 30 см по радиусу, другие на 1 м
Точность времени 3 мкс 3 мкс 3 мкс

Инструментарий DORIS

Бортовой инструмент DORIS состоит из

  • дополнительного приемника с двумя приемными цепями;
  • сверхстабильного кварцевого генератора (Ultra Stable Oscillator — USO) с изменением частоты не более чем , идентичного генераторам, используемым в наземном сегменте DORIS;
  • всенаправленной двухчастотной антенны;
  • прибора блока контроля (совмещенного с MWR).

Наземный сегмент состоит из

  • центра SSALTO multimission control centre, управляемого CLS по поручению CNES;
  • установок маяков и центра управления от IGN, координирующего глобальную сеть маяков для определения орбит (ODB). Сеть состоит из 60 станций слежения, размещенных по всему земному шару в 30 странах (в России: Красноярск, урочище Бадары (Тункинского района, республики Бурятия), Южно-Сахалинск, Парамушир[5]);
  • точных определений орбит, выполняемых в CNES, и вычислений гравитационного поля Земли по данным DORIS с GRGS; масштаб времени и опорной частоты для всей системы обеспечивается главным маяком, связанным с главными часами; контрольный центр системы DORIS выполняет контроль инструментов по данным телеметрии и оперативному определению орбит.

Характеристики прибора DORIS DGxx

1 2
Высокоточные доплеровские измерения и бортовая навигация — обеспечивает элементарные измерения скорости с точностью не хуже 0,3 мм/с;

— обеспечивает информацию PVT в реальном времени в системах отсчета ITRF и J2000 с сантиметровой точностью в зависимости от характеристик орбиты и космического аппарата; — способность предоставлять геодезические данные для отслеживания альтиметра

Возможность отслеживания маяков До 7 маяков одновременно (7 двухчастотных каналов)
Автономность работы — режим рутинной высокоточной навигации;

— предсказание маневра

Источник питания 22-37 В постоянного тока, 23 Вт; 30 Вт при прогреве, менее 2 часов
Интерфейс телеметрии / телеуправления — MIL-STD-1553 / пакетный протокол терминала CCSDS;

— максимальная скорость кбит/с; — два двухуровневых состояния на цепочку (питание и состояние программного обеспечения)

CPU/программное обеспечение — радиационно-стойкая конструкция с возможностью обнаружения отказов процессора и отказов памяти SPARC ERC32 с восстановлением;

— двукратное «горячее» резервирование всего программного обеспечения в двух избыточных банках EEPROM; могут быть полностью загружены без прерывания функционирования;

Масса, мощность, размер 16 кг, 24 Вт, 390 мм х 370 мм х 165 мм. Для резервированной конфигурации DGxx (нового поколения), включая два USO, которые теперь помещены внутри приемника


Эффективность позиционирования луча DORIS

Продолжительность сбора данных Точность (1 спутник) Точность (2 спутника)
1 час 1 м 50 см
1 день 20 см 15 см
5 дней 10 см 7 см
26 дней 3 см 1-2 см


Примечания

  1. Одно из первых применений эффекта Доплера для обеспечения спутниковой навигации было в системе Transit, которая использовалась для навигации американских атомных ракетных подводных лодок класса «Джордж Вашингтон» и навигационного обеспечения пуска с этих лодок баллистических ракет «Поларис». Однако в отличие от DORIS, измерение частоты сигнала выполнялось в наземном (пользовательском) сегменте
  2. SARAL/AltiKa Products Handbook
  3. Новости: Спутник Sentinel-3A успешно выведен на целевую орбиту
  4.  Запуск РН «Рокот» с КА «Sentinel-3A»
  5. Список станций DORIS на официальном сайте

Литература

Ссылки

Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".

Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.

Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .




Текст в блоке "Читать" взят с сайта "Википедия" и доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия.

Другой контент может иметь иную лицензию. Перед использованием материалов сайта WikiSort.ru внимательно изучите правила лицензирования конкретных элементов наполнения сайта.

2019-2024
WikiSort.ru - проект по пересортировке и дополнению контента Википедии