Способ определения местоположения метеорного тела

Название	Способ определения местоположения метеорного тела
Разработчик (Авторы)	Атнашев Анатолий Борисович, Закутаев Александр Александрович, Цыбрин Владимир Григорьевич, Брыдченко Александр Владимирович, Пореченская Людмила Александровна
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2627961
Дата регистрации	14.08.2017
Правообладатель	Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации, Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Медаль имени А.Нобеля

Описание изобретения

Изобретение относится к способам наблюдения и слежения за полетом объектов, может быть использовано для определения местоположения быстроперемещающегося объекта, например метеорного тела.

Известен способ определения местоположения движущегося космического тела, основанный на измерении дальности и скорости объекта с помощью радиолокаторов [1]. Измерение угловых координат объекта также осуществляют посредством радиолокатора.

Известен также способ измерения скорости движения и расстояния, пройденного объектом, основанный на измерении ускорения движения объекта с последующим интегрированием показаний акселерометра [2]. С помощью описанного способа можно измерять действительную скорость движения объекта и расстояния в системе координат, связанной с объектом. Недостаток способа заключается в том, что он не предназначен для измерений параметров движения объекта, находящегося на удалении.

Наиболее близким к заявляемому способу, принятому в качестве прототипа, является способ определения местоположения объекта на основе локации [3]. В результате измерения дальности до объекта (метеорного тела) определяют положение объекта в системе координат, связанной с локаторами. Измерение угловых координат объекта осуществляют, как указывалось выше, также посредством радиолокатора. Измерять дальность до объекта непрерывно нецелесообразно и технически не всегда осуществимо. В период между измерениями дальности положение объекта определяют, вычисляя отрезок траектории движения объекта между измерениями дальности путем интегрирования скорости движения объекта. Скорость объекта, как правило, определяют по доплеровскому сдвигу частоты сигнала, отраженного от объекта при локации. В результате трансформации временного масштаба сигнала, которая приводит к сжатию колебаний, отраженных от приближающегося объекта, изменяется их частота (проявление эффекта Доплера), по изменению частоты, в данном случае увеличению, определяют скорость объекта. Для удаляющегося объекта происходит растяжение временного масштаба колебаний и соответствующее изменение частоты отраженного сигнала. С помощью доплеровского метода определения скорости объекта можно вычислять релятивистскую скорость движения объекта [4], которая отличается от действительной.

С этим связан недостаток описанного способа, заключающийся в отсутствии возможности точного измерения значения скорости объекта ввиду использования доплеровского метода, что приводит к ошибкам определения местоположения метеорного тела.

Задачей изобретения является увеличение точности определения местоположения метеорного тела.

Поставленная задача решается тем, что в способе определения местоположения метеорного тела, основанном на измерении расстояния до метеорного тела, в период между измерениями расстояния до метеорного тела местоположение метеорного тела определяют путем интегрирования скорости движения тела, измеренной по доплеровскому сдвигу частоты сигнала, отраженного телом, с учетом релятивистской поправки. Релятивистская поправка представляет собой разницу между действительной скоростью объекта и скоростью объекта, определенной по доплеровскому сдвигу частоты сигнала, излучаемого объектом. Последнюю рассчитывают, используя формулы, известные из источника [1]. При сближении метеорного тела с наблюдателем релятивистскую поправку к значению скорости движения тела определяют в соответствии с выражением

где ν_r - скорость, вычисленная по результатам измерения доплеровского сдвига частоты сигнала, отраженного телом, с - скорость света. При удалении метеорного тела от наблюдателя релятивистскую поправку к значению скорости движения тела определяют в соответствии с выражением

Техническим результатом изобретения является уменьшение ошибок при сближении с метеорным телом и повышение вероятности его перехвата.

Выражение для вычисления действительной скорости при приближении объекта как функции релятивистской скорости можно найти, используя формулу (14), приведенную в [4], и отношение, представленное в [1], на с. 51 (6 стр. сверху),

Для удаляющегося объекта

Выражения для поправок, вычисленные на основе (3), (4), могут быть представлены в виде (1), (2) соответственно при сближении объекта с наблюдателем и при удалении объекта от наблюдателя.

Формула изобретения

1. Способ определения местоположения метеорного тела, основанный на измерении расстояния до метеорного тела, отличающийся тем, что в период между измерениями расстояния до метеорного тела местоположение метеорного тела определяют путем интегрирования скорости движения тела, измеренной по доплеровскому сдвигу частоты сигнала, отраженного телом, с учетом релятивистской поправки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при сближении метеорного тела с наблюдателем релятивистскую поправку к значению скорости движения тела определяют в соответствии с выражением

где ν_r - скорость, вычисленная по результатам измерения доплеровского сдвига частоты сигнала, отраженного телом, с - скорость света, при удалении метеорного тела от наблюдателя релятивистскую поправку к значению скорости движения тела определяют в соответствии с выражением

Изобретение "Способ определения местоположения метеорного тела" (Атнашев Анатолий Борисович, Закутаев Александр Александрович, Цыбрин Владимир Григорьевич, Брыдченко Александр Владимирович, Пореченская Людмила Александровна) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога