Астрометрические приложения космической радио интерферометрии со сверхдлинными базами

• Автор: Дуев, Дмитрий Андреевич
• Шифр специальности: 01.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил.

Содержание
Введение

Обзор литературы

1. Радиометрические методы наблюдений космических аппаратов

2. Примеры применения метода РСДБ при наблюдениях космических аппаратов

Глава 1. Моделирование РСДБ- и допплеровских наблюдений космических аппаратов

1.1. Наблюдения и обработка данных

1.2. Моделирование РСДБ-наблюдений космических аппаратов

в “ближнем поле”

1.3. Моделирование допплеровских наблюдений космических аппаратов

1.4. Эффекты распространения и инструментальные эффекты

1.5. Оценивание вектора состояния космического аппарата
1.6. Выводы по первой главе
Глава 2. Результаты экспериментов по РСДБ-наблюдениям космического аппарата Venus Express
2.1. Описание эксперимента ЕМ081 по наблюдению КА Venus Express
2.2. Обработка данных наблюдений и результаты
2.3. Выводы по второй главе
Глава 3. Результаты экспериментов по РСДБ- и допплеровским наблюдениям космических аппаратов ГЛОНАСС и
РадиоАстрон
3.1. Описание экспериментов по наблюдению спутников ГЛОНАСС,
обработка данных и результаты

3.2. Описание наблюдений КА РадиоАстрон. Обработка данных
и результаты
3.3. Выводы к третьей главе
Заключение
Благодарности
Литература

Введение
Метод радиоинтерферометрии со свсрхдлинными базами (РСДБ) на протяжении последних нескольких десятилетий с большим успехом применяется при наблюдениях космических аппаратов (КА) для целей как служебных (навигационных), так и научных. Данный метод налагает минимальные технические требования на бортовое оборудование КА и может применяться для наблюдений практически любого радио сигнала, передаваемого космическим аппаратом, при условии, что сигнал сильный и обладает достаточной фазовой стабильностью. Среди наиболее успешных кампаний по наблюдению КА, при которых использовался метод РСДБ, в первую очередь стоит упомянуть следующие: РСДБ-трекинг аэростатных зондов международного проекта “ВЕГА” в атмосфере Венеры в 1984-86 гг. [1], зонда Европейского Космического Агентства (European Space Agency - ESA) “Гюйгенс” во время его спуска на поверхность спутника Сатурна Титана в 2005 г. [2], наблюдения антеннами Европейской сети РСДБ (European VLBI Network - EVN) управляемого падения зонда ESA “Smart-1” на поверхность Луны в 2006 г. [3], РСДБ-наблюдения космического аппарата американского Национального аэро-космического агентства NASA Mars Exploration Rover В во время заключительной фазы его перелёта к Марсу в 2004 г. [4], РСДБ-трекинг КА НАСА “Кассини” 2004-2011 гг. [5], а также недавние РСДБ-наблюдения телескопами сети EVN пролёта Фобоса КА ЕКА Mars Express (МЕХ) [6].
РСДБ-наблюдения КА, развиваются, в частности, в рамках международного проекта PRIDE (Planetary Radio Interferometer and Doppler Experiment) под руководством специалистов Объединенного Европейского Института РСДБ (JIVE - Joint Institute for VLBI in Europe, Нидерланды) [7, 8]. С помощью измерений, полученных с применением РСДБ-техники фазовой привязки, а также радиальных допплеровских измерений, проект PRIDE позволяет получать высокоточные оценки вектора состояния космического аппарата. Это даёт возможность решать широкий круг научных задач и приложений, среди которых необходимо прежде всего упомянуть задачи планетологии (измерения приливных деформаций спутников пла-

Vex-файлы рассылаются по станциям, участвующим в сеансе наблюдений, где считываются системой контроля телескопа (т.н. Field System) и затем компилируются с помощью программы DRUDG [35] в исполняемые файлы, используемые для наведения антенны.
Для создания vex-файла, программе SCHED необходима следующая информация:
Положение космического аппарата Для получения информации о положении КА для целей наведения телескопов чаще всего используется программный комплекс SPICE [36]. SPICE - информационная система, разработанная в NASA и широко используемая многими космическими агентствами для планирования, моделирования и осуществления различных мероприятий, связанных с КА.
Участвующие станции Точный список участвующих станций становится известен после официального одобрения наблюдательного предложения. Положения станций для создания vex-файла берутся из каталога, поставляемого с программой SCHED.
Диапазон частот Конкретная полоса частот для наблюдений (S, X или Ка) выбирается в зависимости от конкретной архитектуры бортового комплекса связи КА и используемых им частот. Естественно, что при подаче наблюдательного предложения необходимо учитывать наличие соответствующих приёмников на станциях.
Частотные установки Необходимо указать настройки приемников и конвертеров: в частности, диапазон частот, который необходимо покрыть при наблюдениях, используемые параметры частотных каналов и поляризацию.
Калибровочные источники В качестве калибраторов выбираются фоновые источники естественного радио излучения. Для первоначального поиска интерференционной картины на базе, определения сдвига и хода часов (стандартов частоты) на станциях (clock search) и коррекции отклика по полосе используется сильный компактный источник