转发式GPS外测系统的接收站设备

在高级拦截器技术计划中利用GPS卫星导航系统来精确测定两种飞行器的弹道。在每个飞行器上安装一个弹道导弹GPS转发器(BMT)咸一个GPS遥测发射机(GTT)。接收站布在现有遥测站上,安装了所需的专门设备,负责接收、记录和处理来BMT和GTT的信号。     

GPS在空间领域的应用

一、引言除飞机以外,人造卫星、航天飞机、空间站、自由飞行体等都可以利用GPS作为主要或辅助性的导航系统,也可用作利用直升飞机的搜索营救到达特定位置的导航系统,这些应用近几年来特别发展迅速。至于GPS本身,即使在日本已有不少文章介绍,故不详谈,下面仅叙述GPS在空间领域的应用,现状和将来动向。     

美国国防部有关GPS在试验和训练靶场的应用计划

美国国防部着手组建的NAVSTAR GPS(图1)可为装备用户设备的运动体提供高精度位置、速度和时间信息。该项研究计划一开始注重GPS的战术和战略应用。目前,国防部已认识到GPS应用于靶场跟踪的潜力。本文介绍了GPS应用于国家试验和训练靶场的国防部计划。     

三叉戟Ⅰ型导弹利用转发GPS信号进行实时跟踪的现场试验结果

GPS接收机可以用来跟踪和确定单兵、轰炸机和洲际导弹等一切物体的位置。当体积和成本问题而不宜使用弹载接收机的场合,常利用转发GPS跟踪方案。三叉戟Ⅱ型潜射导弹提出的靶场安全跟踪问题正是这种情况。美国海军签订了一项合同,研制一套验证转发GPS跟踪方案的系统,以此来评价GPS用于靶场安全的技术风险,并检验其跟踪精度。利用预定的三叉戟Ⅰ型(C-4)试验发射,对整个系统进行了现场试验。本文叙述了转发GPS跟踪系统方案,所做的现场试验及其结果。     

利用雷达数据事后确定机动式再入目标的弹道

本文研究出一种利用雷达跟踪数据事后分析确定机动式再入目标的气动参数的技术。本技术使用了加权最小二乘序贯估计器,该估计器在各批处理数据中依次步进移动。观测值为来自分布在落点附近精密跟踪雷达的角度和距离数据。用六维估计器(三维位置和三维速度)来估计再入目标自由飞行段的状态。本文还导出了两种再入估计器:第一个是七维估计器,包括六维自由飞行参数加上一个弹道系数,用来估计弹道再入段的状态,第二个是九维机动再入目标估计器,一旦有机动发生就用这种估计器。研究出一种基于测量残差监视的算法,可以自适应地从六态估计器转换成七态估计器,再到九态估计器。进行了一系列数值仿真,检验了这种技术及其编程。利用蒙特卡罗仿真验证了估计器的协方差矩阵的精度。     

火焰稳定器烧蚀原因的试验研究

 在冲压发动机调整试验过程中,往往会发生火焰稳定器的烧蚀问题。试验表明,火焰稳定器的烧蚀与燃烧室起动时在其上游不良流线体处出现稳定的不正常挂火有关。本文对于挂火烧蚀的机理进行了简化理论分析,讨论了不良流线体处的挂火是如何发生的,以及挂火能够稳定存在的条件。通过在小型试验设备上的专项试验,观察到了热燃气瞬间逆流和挂火导致火焰稳定器烧蚀的过程,并证实了理论分析的挂火界限。     

跟踪和数据中继卫星系统的多址接收相控阵系统

30单元相控阵是中继卫星系统中所采用的新型多址方案的基础,这种相控阵利用了远地波束形成和多址信号方案。系统综合设计提出了一种控制校正方案,该方案相当于动态系统的现代估算理论,它减小了自适应控制的复杂性,又保证了所需要的精度。系统动态模型基于跟踪数据计算出来的用户星星历,外推(propa-gation)最佳权矢(旦力)的“开环”估值。由一个采样数据闭环自适应控制系统定期更新波束控制矢量,消除参数漂移和模型误差,使权矢量大致保持最佳状态。虽然有可能有一定程度的抗干扰能力,但这种方案主要用于特定的无干扰环境。     

SATRACK/GPS三叉戟导弹跟踪系统的性能

SATRACK是一种专用系统,它是专门为美国海军战略系统计划局(SSPO)研制的,用作三叉戟精度提高计划的靶场测量设备。 SATRACK已经建成,它能为三叉戟Ⅰ型导弹飞行试验服务,给出精密的事后弹道。在被试导弹上接收全球定位系统(GPS)的信号,将其频率变换到遥测下行频率,在数据收集站进行宽波段记录,供事后重放和处理之用。从1978年中开始,最后几发三叉戟Ⅰ型研制弹从卡纳维拉尔角发射,对该系统进行了试验。从1979年起,又利用几发汘艇发射的导弹进行了试验。本文先介绍提出本系统的背景以及系统本身的情况,接着介绍本系统试测头七发导弹弹道的性能。     

用全球定位系统对导弹进行实时跟踪

本文将介绍一套利用全球定位系统(GPS)对远程导弹进行实时跟踪的系统。全球定位系统全面投入工作后(八十年代后期),用它来跟踪导弹、飞机和地面车船正是其英雄用武之地。为了充分利用该系统,必须要有一种高经济效率的跟踪方案。在跟踪导弹这样一些非回收性试验体时,尤其要注意这一点。本文所介绍的这些技术就是跟踪非回收性试验导弹的一种经济实惠的方法。其基本方案是被试导弹接收多个GPS信号,将这些混合信号的频率变换到一个新的S波段频率上、然后再将混合的S波段信号发送到地面接收站。地面站接收经转发的GPS信号,并加以处理,得到该导弹的正常伪距和伪距离率测量值。用卡尔曼滤波器计算出位置和速度解。除了能独立工作之外,本文所介绍的系统还能与现有跟踪系统相结合,提高跟踪精度。     

SDI△181探测器舱的遥控中心

霍普金斯大学应用物理实验室(JHU/APL)设计的在轨探测器舱要完成许多SDI(星球大战)△181计划的重要实验。这些实验需要许多在轨遥控和监视操作,还要动用全球性地面设施网。主要设施是应用物理实验室设计和安装的探测器舱遥控中心(SMCC)。该中心坐落在卡纳维拉尔角空军站(CCAFS),连接到由东靶场、空军卫星控制网(AFSCN)、肯尼迪航天中心和西靶场设施组成的地面网上。 由于该任务很复杂,给SMCC的设计、建造和操作带来一系列挑战。本文介绍SM-CC功能设计方案以及地面支持网遥测和遥控方面的一些特殊问题。