Радиальная скорость в чем измеряется

Радиальная скорость

Рисунок 1. Вектор скорости цели и его составляющие

Рисунок 1. Вектор скорости цели и его составляющие

Радиальная скорость

Движение объекта с заданной скоростью характеризуется направлением, следовательно, его (движение) можно описать вектором скорости. По отношению к направлению наблюдения цели вектор скорости цели может быть разложен на две составляющие:

Все, что «видит» радиолокатор в конкретный момент времени, — это часть вектора скорости цели, направленная вдоль радиуса, проведенного от антенны к цели (на Рисунке 1 эта составляющая изображена в виде красной стрелки). В общем случае данная составляющая не соответствует реальному курсу движения цели, а описывает только ту его (движения) часть, которая направлена в сторону радиолокатора или от него (в зависимости от того, приближается или удаляется цель).

Радиальная скорость цели — это составляющая полного вектора скорости цели, которая направлена к радиолокатору или от него.

Перпендикулярно вектору радиальной скорости направлен вектор такнгенциальной скорости (синяя стрелка на Рисунке 1). Величина этого вектора влияет на функционирование системы управления антенной в радиолокаторах сопровождения цели.

Когда летательный аппарат пролетает мимо радиолокатора по прямой линии, то есть с постоянным курсом (например, как на Рисунке 1), то на траектории его движения есть точка, при нахождении его в которой радиальная скорость будет равна нулю. При этом тангенциальная составляющая будет совпадать с полным вектором скорости цели. Как известно, эффект Допплера возникает только тогда, когда радиальная скорость цели не равна нулю. Поэтому в момент нахождения летательного аппарата в этой точке, его скорость не может быть измерена радиолокатором и, следовательно, он не может быть отличен от пассивной помехи, порожденной неподвижным объектом.

При дальнейшем движении самолета по прямой после прохождения указанной точки радиальная скорость меняет свое направление на противоположное и будет направлена в сторону от радиолокатора. При этом также возникает эффект Допплера и частота отраженного сигнала будет отличаться от несущей частоты зондирующего сигнала на величину, пропорциональную величине радиальной скорости. Разница будет только в том, что когда радиальная скорость направлена к радиолокатору (цель приближается), то частота эхо-сигнала увеличивается на величину допплеровской составляющей, а когда радиальная скорость направлена от радиолокатора (цель удаляется), то частота эхо-сигнала уменьшается на эту же величину.

Если же цель движется вокруг позиции радиолокатора по кругу с постоянным радиусом, то ее радиальная скорость во всех точках траектории будет равна нулю. В таком случае эффект Допплера не возникает и допплеровская частота будет равна нулю. Эхо-сигнал такой цели будет подавлен в фильтре системы селекции движущихся целей как пассивная помеха и на индикаторе радиолокатора такая цель отображаться не будет.

Издатель: Кристиан Вольф, Автор: Андрій Музиченко
Текст доступен на условиях лицензий: GNU Free Documentation License
а также Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported License,
могут применяться дополнительные условия.
(Онлайн с ноября 1998 года)

Источник

Радиальная скорость

Радиа́льная ско́рость (в астрономии — лучева́я ско́рость) — проекция скорости точки (на рисунке — A) на прямую (OA), соединяющую ее с выбранным началом координат (O).

В цилиндрической (и полярной) и сферической системах координат — одна из компонент скорости (другая компонента — азимутальная (трансверсальная) скорость). Таким образом, она является обобщённой скоростью в этих системах координат.

По определению, радиальная скорость является скаляром и находится по формуле:

,

где — орт радиус-вектора.

При этом полная скорость складывается из радиальной и азимутальной частей:

.

Если выразить в координатах, то всегда радиальная скорость равна

Если взять одну из двух точек за начало координат, то радиальная скорость будет определять скорость сближения (если ), либо скорость отдаления (если 0″ border=»0″ />) этих точек друг от друга. Согласно этому в астрономии, где началом отсчёта (точкой, где находится наблюдатель) до настоящего времени является Земля, лучевая скорость определяется как скорость объекта (обычно — астрономического) в направлении луча зрения. Эта величина поддаётся измерению с учётом эффекта Доплера. Например, получая спектр с высоким разрешением и сравнивая измеренные длины волн известных спектральных линий с данными лабораторных экспериментов.

Полезное

Смотреть что такое «Радиальная скорость» в других словарях:

РАДИАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ — РАДИАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ, в астрономии проекция скорости небесного светила на луч зрения, направленная либо к наблюдателю (положительная), либо от него (отрицательная). Радиальная скорость определяется ДОПЛЕРОВСКИМ ЭФФЕКТОМ в лучах СПЕКТРА объекта. см … Научно-технический энциклопедический словарь

радиальная скорость — radialusis greitis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Greičio sandas, kurio vektorius nukreiptas išilgai kūno sukimosi spindulio. atitikmenys: angl. radial velocity vok. Radialgeschwindigkeit, f rus. радиальная скорость,… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

радиальная скорость — radialusis greitis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. radial velocity vok. Radialgeschwindigkeit, f rus. радиальная скорость, f pranc. vitesse radiale, f … Fizikos terminų žodynas

Радиальная скорость — (от лат. radius луч) в астрономии, проекция скорости небесного светила в пространстве на линию, соединяющую его с наблюдателем, т. е. на луч зрения. См. Лучевая скорость … Большая советская энциклопедия

измеренная радиальная скорость навигационного космического аппарата ГНСС — Радиальная скорость навигационного космического аппарата ГНСС относительно потребителя ГНСС в определенный момент времени, полученная посредством измерения доплеровского смещения частоты радионавигационного сигнала в навигационной аппаратуре… … Справочник технического переводчика

измеренная радиальная скорость навигационного космического аппарата ГНСС — 68 измеренная радиальная скорость навигационного космического аппарата ГНСС: Радиальная скорость навигационного космического аппарата ГНСС относительно потребителя ГНСС в определенный момент времени, полученная посредством измерения доплеровского … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

измеренная радиальная скорость НКА ГНСС — 84 измеренная радиальная скорость НКА ГНСС: Радиальная скорость навигационного космического аппарата ГНСС относительно потребителя ГНСС в определенный момент времени, полученная посредством измерения доплеровского смещения частоты навигационного… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

геометрическая радиальная скорость навигационного космического аппарата ГНСС — Навигационный параметр, равный значению радиальной скорости навигационного космического аппарата ГНСС относительно потребителя ГНСС в определенный момент времени. [ГОСТ Р 52928 2008] Тематики навигация … Справочник технического переводчика

геометрическая радиальная скорость навигационного космического аппарата ГНСС — 69 геометрическая радиальная скорость навигационного космического аппарата ГНСС: Навигационный параметр, равный значению радиальной скорости навигационного космического аппарата ГНСС относительно потребителя ГНСС в определенный момент времени.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

геометрическая радиальная скорость НКА ГНСС — 85 геометрическая радиальная скорость НКА ГНСС: Навигационный параметр, равный значению радиальной скорости навигационного космического аппарата ГНСС относительно потребителя ГНСС в определенный момент времени. Источник: ГОСТ Р 52928 2010:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник

Радиальная скорость в чем измеряется

Основные свойства радиоволн, используемые в радиолокации:

1. Постоянство скорости распространения радиоволн в однородной среде.

Скорость распространения радиоволн в воздухе принимается равной скорости ЭМВ в вакууме

Это свойство используется для определения дальности до цели по времени запаздывания радиосигнала на пути РЛС-цель-РЛС.

В диэлектрике скорость распространения радиоволн v меньше чем вакууме и определяется выражением

,

2. Прямолинейность пути распространения радиоволн.

Несмотря на возможное искривление пути распространения радиоволн под влиянием неоднородности атмосферы (рефракция) в радиолокации с высокой эффективностью используется допущение о прямолинейности распространения радиоволн.

Это свойство используется для определения угловых координат цели по направлению прихода отраженного от нее сигнала.

3. Отражение радиоволн от границы двух сред.

Отражение радиоволн (вторичное излучение радиоволн) для радиолокационных объектов бывает: зеркальное, резонансное и диффузное.

Зеркальное отражение наблюдается, если размер объекта много больше длины облучающей радиоволны, а поверхность объекта гладкая (размеры неоднородностей на поверхности значительно меньше длины облучающей радиоволны).

При зеркальном отражении выполняются законы геометрической оптики.

Примеры зеркального отражения радиоволн: отражение радиосигнала от ровной земной или водной поверхности, фокусировка луча в зеркальной антенне.

Рис.1. Зеркальное отражение радиоволн от земной (водной) поверхности

Рис.2. Принцип действия зеркальной антенны Кассегрена

Резонансное отражение происходит при условии, что размеры объекта или отдельных его частей кратны половине длины облучающей волны. В этом случае может возникать резонансное вторичное излучение большой интенсивности.

Диффузное отражение имеет место, когда линейные размеры объекта или его отдельных элементов сравнимы или больше длины облучающей волны.

Длину волны РЛС следует выбирать так, чтобы цель была диффузным отражателем.

Рис.3. Диффузное отражение радиоволн

4. Изменение частоты радиосигнала при отражении его от движущегося объекта (эффект Доплера).

Эффект Доплера стоит в том, что если объект отражающий или излучающий сигнал движется, то неподвижный наблюдатель зафиксирует изменение частоты принимаемого сигнала. Если объект движется к наблюдателю – частота сигнала растет, если от наблюдателя – уменьшается.

Наглядной иллюстрацией влияния скорости объекта на частоту является звук тепловозного гудка, который слышат пассажиры на неподвижном перроне: у приближающегося тепловоза звук гудка кажется выше, у удаляющегося – ниже.

На основании эффекта Доплера определяется радиальная скорость цели Vr .

Непосредственно измеряется так называемая «доплеровская добавка частоты»

,

как разность между частотами излученного ( fизл ) и принятого от цели ( fприн ) сигналов.

Радиальная составляющая скорости движения цели определяется в соответствии с выражением:

,

где: l –длина волны излученного РЛС сигнала.

5. Интерференция радиоволн.

Интерференция радиоволн, геометрическое сложение в пространстве двух (или нескольких) волн, при котором в разных точках получается усиление или ослабление амплитуды результирующей волны. Интерференция возможна, если волны когерентны.

,

Разность фаз φ изменяется от точки к точке и в пространстве получается распределение амплитуд результирующей волны с чередующимися максимумами и минимумами. Иллюстрирует эту картину опыт Юнга, выполненный в оптическом диапазоне.

Явление интерференции сонаправленных волн широко используется при создании антенных систем с заданной формой диаграммы направленности. Именно интерференция позволяет создать узкую диаграмму направленности ФАР, состоящей из множества слабонаправленных излучателей.

Рис.4. Интерференция световых волн в опыте Юнга

Стоячие волны используются в объемных резонаторах.

5.1.2. Методы измерения дальности

,

где: — время приема и излучения сигнала.

Дальность цели определяется в соответствии с выражением:

,

б) Частотный метод измерения дальности. Используется с ЗС в виде длинного ( ) ЛЧМ радиоимпульса с законом изменения частоты

,

f н – начальное значение частоты, как правило совпадает со значением несущей частоты;

f к – максимальное значение частоты, достигаемое к концу импульса;

,

.

Если цель движется, существует ненулевая доплеровская добавка частоты F д ¹ 0. Поэтому процедура частотного измерения дальности включает три последовательных этапа:

3) определяется дальность.

Для исключения различия времен срабатывания t ср у различных ответчиков, фиксированное время срабатывания t ср фикс конструктивно вносится во все ответчики.

Время запаздывания в этом случае определяется как

,

а дальность вычисляется как в способе а).

г) В системах пассивной радиолокации определение дальности основывается на различных вариантах триангуляционных (основанных на свойствах треугольников) измерений.

Для построения измерительного треугольника используются две точки приема – основная А и дополнительная Б, разнесенные на фиксированное расстояние d, называемое базой измерения, третьей вершиной треугольника является цель.

Непосредственно измеряются углы e, a, a1, а дальность находится из соотношения:

.

5.1.3. Методы измерения угловых координат

Для измерения угловых координат антенны должны быть узконаправленными.

а) Метод максимума является простейшим методом измерения угловых координат. Применяется в обзорных РЛС.

Для определения значения азимута β организуется круговое сканирование ДН с заданной угловой скоростью wл. Измеряемым параметром является время от момента прохождения лучом направления на север (t=0) до момента получения максимума отраженного от цели сигнала tц. Азимут цели рассчитывается из соотношения:

Азимут цели рассчитывается из соотношения βц= tц´ wл.

Недостатком метода максимума является низкая точность измерения углов, сравнимая с шириной ДН (минимальная практически достижимая ширина составляет 0,7°).

б) Методы моноимпульсной пеленгации (мгновенной равносигнальной зоны) основаны на суммарно-разностной обработке принимаемых сигналов.

В рабочей области для измерения угла φ сигналы, принятые ДН1 (А1) и ДН2 (А2), используются в разностном и суммарном каналах РПрУ:

Достоинством моноимпульсных методов является высокая точность измерения (ошибки составляют единицы угловых минут), а недостатками являются сложность антенной системы и невозможность измерения, если цель выходит за пределы рабочей области.

5.1.4. Методы измерения радиальной скорости

Непосредственно измеряется так называемая «доплеровская добавка частоты» как разность между частотами излученного ( fизл ) и принятого от цели ( fприн ) сигналов

.

Радиальная составляющая скорости движения цели определяется в соответствии с выражением:

,

где: l –длина волны излученного РЛС сигнала.

Для измерения радиальной скорости, как правило, используются устройства, построенные на узкополосных частотных фильтрах.

Для оценки радиальной скорости (например, в доплеровских РЛС обнаружения) как правило, формируется набор фильтров, полосы пропускания которых равны Dfф, следуют одна за другой и перекрывают весь диапазон возможных доплеровских добавок.

Количество фильтров зависит от возможного диапазона скоростей цели или от диапазона скоростей, представляющих интерес для работы конкретной РЛС. Ширина полосы пропускания каждого фильтра согласуется с частотными характеристиками ЗС.

5.1.5. Радиолокационная информация

РЛИ включает : сведения о наличии или отсутствии в пространстве целей, их координатах и траектории, информацию о действующих помехах.

Сведения о наличии или отсутствии целей определяются для каждого элемента разрешения в зоне видимости РЛС.

На основании физических свойств радиоволн непосредственно измеряются:

— дальность до цели Дц — расстояние между точкой стояния РЛС и целью (иногда ее называют наклонной дальностью);

— угловые координаты — углы наклона линии РЛС – цель в вертикальной ( угол места цели e ) и горизонтальной ( азимут b ) плоскостях относительно горизонта и направления на север соответственно.

Для определения траектории движения цели необходимо многократно последовательно во времени измерять значения координат цели, а затем связать полученные точки единой линией.

Информация о действующих помехах отображается на индикаторах РЛС, а также на индикаторных элементах системы помехозащиты.

Рис.3. Вид экрана индикатора кругового обзора

РЛИ получают РЛС на основе анализа параметров радиосигналов целей и помех.

РЛИ в ЗРС используется для отображения воздушной обстановки на индикаторах, планшетах обстановки и т.п., а также для решения задач пуска и наведения ЗУР.

5.1.6. Методы радиолокации

Для получения РЛИ используют следующие методы:

Метод активной радиолокации с пассивным ответом основан на облучении цели радиосигналом ( активная локация ) и приеме отраженных (рассеянных) целью радиоволн приемным устройством РЛС ( пассивный ответ ). Применяется, как правило, для поиска целей и измерения их координат.

Метод активной радиолокации с активным ответом – при облучении цели радиосигналом от РЛС ( активная локация ) срабатывает установленный на цели ретранслятор (ответчик), который излучает ответный радиосигнал с заданными параметрами ( активный ответ ). Эти сигналы принимаются РЛС. Применяется, как правило, для определения государственной принадлежности целей и для определения координат ЗУР.

Метод пассивной радиолокации заключается в приеме сигналов собственного радиоизлучения целей (радиотепловое излучение тел, излучение собственных радиотехнических устройств и др.). Применяется, как правило, для определения угловых координат целей – постановщиков активных помех.

Источник

Лучевая скорость

Полезное

Смотреть что такое «Лучевая скорость» в других словарях:

ЛУЧЕВАЯ СКОРОСТЬ — проекция пространственной скорости объекта на луч зрения; определяется по Доплера эффекту. Лучевая скорость положительна, если объект удаляется от наблюдателя, и отрицательна, если приближается к нему. Термин лучевая скорость используется в… … Большой Энциклопедический словарь

ЛУЧЕВАЯ СКОРОСТЬ — астрономического объекта составляющая его пространственной скорости вдоль луча зрения (скорость изменения расстояния между объектом и наблюдателем). Оценки Л. с. служат важнейшим источником информации о физ. и кинематич. характеристиках астр.… … Физическая энциклопедия

лучевая скорость — проекция пространственной скорости объекта на луч зрения; определяется по Доплера эффекту. Лучевая скорость положительна, если объект удаляется от наблюдателя, и отрицательна, если приближается к нему. Термин «лучевая скорость» используется в… … Энциклопедический словарь

Лучевая скорость — Радиальная скорость (в астрономии лучевая скорость) проекция скорости точки (на рисунке A) на прямую (OA), соединяющую его с выбранным (началом координат O). В цилиндрической (и полярной) и сферической системах координат одна из компонент… … Википедия

ЛУЧЕВАЯ СКОРОСТЬ — проекция пространств. скорости объекта на луч зрения; определяется по Доплера эффекту. Л. с. положительна, если объект удаляется от наблюдателя, и отрицательна, если приближается к нему. Термин Л. с. используется в осп. в астрономии … Естествознание. Энциклопедический словарь

Лучевая скорость — проекция пространственной скорости небесного тела на луч зрения. Л. с. считается положительной, если светило удаляется от наблюдателя, и отрицательной, если светило приближается к нему … Астрономический словарь

лучевая (сейсмическая) скорость — Скорость распространения сейсмической волны между двумя произвольными точками среды, вычисленная вдоль траектории луча [ГОСТ 16821 91] Тематики сейсморазведка … Справочник технического переводчика

ЛУЧЕВАЯ ПРОЧНОСТЬ — способность твёрдой прозрачной среды сопротивляться необратимому изменению её оптич. параметров и сохранять свою целостность при воздействии мощного оптического излучения (напр., излучения лазера). Л. п. численно характеризуется плотностью… … Физическая энциклопедия

Лучевая оптика — Основная статья: Оптика Геометрическая оптика раздел оптики, изучающий законы распространения света в прозрачных средах и принципы построения изображений при прохождении света в оптических системах. Краеугольным приближением геометрической оптики … Википедия

Скорость лучевая — проекция скорости небесного тела относительно наблюдателя на линию визирования. Положительна в случае удаления тела от наблюдателя и отрицательна в случае приближения … Астрономический словарь

Источник