Наземная станция приёма и измерения орбитальных параметров нано- и пикоспутников

Abstract

Для раннего обнаружения новых рабочих наноспутников и CubeSat’ов необходимо организовать сеть станций для приёма сигнала и обработки его параметров для предварительного анализа орбиты. Целью работы являлась разработка наземной станции приёма телеметрии нано- и пикоспутников, позволяющая проводить измерения и экспресс анализ орбитальных параметров с использованием точных временных меток. На основе разработанных функциональных блок-схем для аппаратной и программной части станции приёма телеметрии создан прототип станции. Прототип станции позволяет проводить измерения времени приёма и длительности пакета, доплеровского сдвига частоты, временной задержки, экспресс-анализ орбитальных параметров с последующим использованием накопленного массива данных для измерения точных орбитальных параметров нано- и пикоспутников. Получена временная привязка с помощью модуля GNSS, позволяющая выставлять временные метки с точностью не хуже 3 мкс, что достаточно для определения наклонной дальности сверхмалого космического аппарата с точностью не хуже 450 м. Показан метод для определения параметров орбиты сверхмалого космического аппарата с помощью измерения доплеровских сдвигов частоты с привязкой к точному времени GNSS приёмника. Разработанная наземная станция приёма и измерения орбитальных параметров наноспутников расположена в г. Минск, позволяет принимать сигналы со спутников, высота орбиты которых не превышает 1000 км, с наклонением орбиты не менее 40°, в радиолюбительском диапазоне частот 430–440 МГц. Проведены тестовые радиотехнические измерения и отработана методика проведения временной синхронизации для повышения точности определения орбиты нано- и пикоспутников.