Разработка алгоритмов численного расчета характеристик радиосигналов СВЧ диапазона при распространении на трассе спутник-Земля с целью определения эффективности использования их для задач передачи научной информации со спутников, телеметрии и спутниковой связи : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель В. А. Саечников

Abstract

Объектом исследования являются Математическая модель атмосферы, ее электрофизические и статистические характеристики, поглощение, рефракция, рассеяние радиоволн СВЧ диапазона, уравнение переноса излучения, волновое уравнение параболического типа. Алгоритмы численного расчета характеристик радиосигналов СВЧ диапазона при распространении на трассе спутник-Земля с целью определения эффективности использования их для задач передачи научной информации со спутников, телеметрии и спутниковой связи, алгоритмы решения обратной задачи оценки электрофизических и статистических параметров по полученным детерминированным и статистическим характеристикам радиоволн СВЧ диапазона. Цель исследования – получение новых фундаментальных знаний о распространении радиосигналов СВЧ диапазона на трассах спутник-Земля, Земля – спутник, спутник- спутник; развитие теоретических основ и разработка новых алгоритмов расчета регулярных и статистических характеристик радиоволн с целью определения эффективности использования их для задач передачи научной информации со спутников, телеметрии и спутниковой связи; разработка и проведение эксперимента по радиозатменному просвечиванию атмосферы на трассе спутник-спутник и навигационному определению точного текущего положения спутника с помощью многоканального бортового приемника систем ГЛОНАСС/GPS; разработка новых алгоритмов первичной вторичной обработки наблюдений эксперимента по радиозатменному просвечиванию атмосферы, собственного радиотеплового излучения в интересах в интересах развития Белорусской космической системы дистанционного зондирования Земли; разработка научных основ для создания наукоемких, конкурентоспособных продуктов космических технологий В результате выполнения работы: Созданы математические модели, связывающих электрофизические и статистические характеристики тропосферы и ионосферы с характеристиками радиоволн СВЧ диапазона при распространении в турбулентной атмосфере с учетом поглощения и регулярной рефракции на трассе спутник-Земля, Земля – спутник, спутник – спутник. На основе моделей вертикального распределения регулярной и случайной составляющей показателя преломления с учетом поглощения молекулами атмосферных газов, с гидрометеорами и замкнутых систем уравнений, описывающие распространения электромагнитных волн СВЧ диапазона на трассах распространения спутник-Земля, Земля – спутник, спутник – спутник разработаны алгоритмы расчета траекторных параметров радиоволн СВЧ диапазона с учетом регулярной рефракции атмосферы и учитывающие ослабление на трассе источник и приемник излучения при любых заданных как их координатах, так и вертикальных профилях коэффициента преломления. Разработаны алгоритмы расчета статистических характеристик радиоволн СВЧ диапазона с учетом влияния усредняющего действия приемной апертуры на интенсивность флуктуаций. Разработаны алгоритмы решения обратной задачи оценки электрофизических и статистических параметров по полученным детерминированным и статистическим характеристикам радиоволн СВЧ диапазона. Разработана методика моделирования прямой и обратной задачи радиозатменного просвечивания атмосферы. Разработаны алгоритмы решения и программное обеспечение по моделированию прямой и обратной задачи радиозатменного просвечиванию атмосферы. Создана методика определения геометрии взаимного положения спутник- спутник и разработаны алгоритмы определения вектора состояния спутника заданным параметрам орбиты и расчета зоны видимости навигационного спутника, временных интервалов пролета навигационного спутника относительно низкоорбитального спутника для задачи радиозатменного просвечивания атмосферы Разработано программное обеспечение для обработки сигналов радиолокатора СВЧ диапазона.