ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2020. № 5
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.5.10
УДК 621.396.721
МЕТОД ИДЕНТИФИКАЦИИ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
А. Л. Поляков 1, И. Л. Афонин 1, Ю. Н. Тыщук 1, Д. А. Поляков 2
1 Севастопольский государственный университет, 299053, Севастополь, ул. Университетская, 33
2 Войсковая часть 17204, 140401, Коломна Моск. обл., ул. Городок
Статья поступила в редакцию 29 апреля 2020 г.
Аннотация. В статье представлен разработанный метод идентификации космических аппаратов (КА) по неконтролируемому излучению бортовой аппаратуры (БА) на основе использования метода наименьших квадратов с динамической фильтрацией на «скользящем окне» с последующим распознаванием по методу ближайшего соседа в специально подобранной вероятностной метрике Кульбака – Лейбнера оценочных характеристик среднечастотной составляющей ухода несущей частоты задающего генератора БА КА. Приведены результаты экспериментальной проверки применимости метода для решения задачи идентификации космических аппаратов. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании и модернизации радиотехнических систем наземного автоматизированного комплекса управления для идентификации космических объектов в системе контроля и анализа космической обстановки и баллистико-навигационного обеспечения управления космическими аппаратами.
Ключевые слова: идентификация, космический аппарат, радиотехническая система, контроль космического пространства, неконтролируемое излучение, эффективная площадь антенны, баллистико-навигационное обеспечение, орбитальная группировка.
Abstract. The article presents a developed method for identifying spacecraft (SC) based on uncontrolled radiation from onboard equipment. The method is based on the using least squares method with dynamic filtering on a "sliding window", followed by recognition of the nearest neighbor method in a specially selected probability metric Kulbak – Leibner of estimated characteristics of the average frequency component of the main carrier frequency of the SC onboard equipment generator. The results of experimental verification of the applicability of the method for solving the problem of spacecraft identification are presented. In the proposed method, the signals of uncontrolled radiation of constantly functioning blocks of the onboard equipment of spacecraft, which “leak” through antenna systems, are used as identifying indicators. In particular, local oscillators and master oscillators of the receiving path of the radio systems of spacecraft can be used as such blocks. Identification of spacecraft by the uncontrolled radiation of the local oscillators of the receiving path and the master oscillators implies measuring the nature of the change in the oscillation parameters and identifying features that distinguish the oscillations of one generator from another. Since the uncontrolled radiation of local oscillators is harmonic oscillations, the parameters of these signals are the amplitude, frequency and initial phase. It is not possible to use the signal amplitude and initial phase for identification purposes, since the propagation medium strongly affects these parameters. The most informative for identification purposes is the frequency of oscillation, or rather, the nature of the change in frequency over time. This change is due to the instability of the frequency of the onboard master oscillators. The nature of the frequency change depends on the characteristics of each onboard generator, which is the basis for identification. It should be noted that the identification process can be conditionally divided into two stages: the first stage is associated with the solution of the problem of substantiating models and processing (estimation) algorithms; the second stage involves the classification of the results of processing (evaluation).
Key words: identification, spacecraft, radio engineering system, space monitoring, uncontrolled radiation, effective antenna area, ballistic-navigation support, orbital constellation.
Литература
1. Сильвестров С.Д., Лазарев В.М., Корниенко А.И., Паншин М.И. Точность измерения параметров движения космических аппаратов радиотехническими методами. - М.: Советское радио, 1970. - 320с.
2. Козелков С.В. Применение планетного радиолокатора для задач навигации космических аппаратов / Системы обработки информации: Сб.науч. тр. Вып.1(5). - Харьков: НАНУ, ПАНМ, ХВУ, 1999. - С.139-142.
3. Справочник по радиолокации / Под ред. Сколника М. Радиолокационные станции и системы / Пер. с англ. - М.: Сов радио. 1978. - 376с.
4. Справочник по спутниковой связи и вещанию. / Под ред. Кантора Л.Я. - М.: Радио и связь, 1986.
5. Чаки Ф. Современная теория управления: Нелинейные, оптимальные и адаптивные системы / Перевод с англ. - М.: Мир, 1975 - 422 с.
6. Пухов Г.Е. Преобразования Тейлора и их применение в электротехнике и электронике. - К.: Наукова думка, 1978. - 180с.
7. Пупков К.А., Капалин В.И., Ющенко А.С. Функциональные ряды в теории нелинейных систем. - М.: Наука, 1978. - 448с.
8. The operational use two-way satellite time and frequency transfer employing PN codes. // JTU Radiocommunication Study Groups. Document 7/BL/28-E, 1997.- P.1-19.
9. Козелков С.В. Прогресс космической техники - от “Шаттла” до космической станции. // Труды ИИЭР - 1987. - №3. - 192с.
10. Погорелов А.И., Купченко Л.Ф. Общие вопросы построения сигналов измерительных радиосистем // Пространственно-временная обработка сигналов. - Харьков: ХАИ, 1986. - С.3-11.
11. Козелков С.В., Тыщук С.А., Столбов В.Ф. Исследование основных положений теории сверхскоростной передачи информации по радио-каналам миллиметрового диапазона волн // Информационно–управляющие системы на железнодорожном транспорте. - 1999. -№4(19). - С.85.
12. Математическая модель идентификации космических объектов по неконтролируемым излучениям бортовой аппаратуры космических аппаратов / С. В. Козелков, А. Н. Богдановский, А. Л. Поляков, А. П. Рачинский // Системы обработки информации. - 2007. - Вып.4. - С. 51-55.
Для цитирования:
Поляков А.Л., Афонин И.Л., Тыщук Ю.Н., Поляков Д.А. Метод идентификации космических аппаратов. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2020. №5. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/may20/10/text.pdf. DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.5.10