Критерии качества для активных бортовых датчиков необходимы для разработки критериев помех. Критерии помех, в свою очередь, могут использоваться при оценке совместимости систем радионавигации и радиолокации и активных датчиков в общих полосах частот.
В данном Приложении представлены технические основы для разработки критериев качества и помех для различных типов активных бортовых датчиков. К типам датчиков относятся высотомеры, рефлектометры, радары контроля осадков, радары с синтезированной апертурой и радары профилирования облачности.
Хотя критерии основаны на действующих и запланированных проектах систем космических научных служб и соответствующих эксплуатационных требованиях, ожидается, что будущие системы космические научных служб будут разработаны таким образом, чтобы обеспечить, по крайней мере, те же самые уровни сигналов помехи и увязанные с ними пространственные и временные условия.
2 Высотомеры
В данном разделе представлена информация о критериях качества и помех для бортовых высотомеров в полосах частот 3,1–3,3 ГГц, 5,25–5,57 ГГц, 8,55–8,65 ГГц, 9,5–9,8 ГГц,
13,25–13,75 ГГц и 35,5–35,6 ГГц.
После обработки данных, бортовые космические высотомеры определяют уровень моря с точностью более 3 см. Уровень шума при измерениях высоты высотомерами равен около 2–2,4 см для спокойного состояния моря. Увеличение уровня шума при измерении высоты на 0,1 см из-за помех не повлияет существенно на данные и является приемлемым. Другими словами, ухудшение шума измерения высоты на 4% совместимо с целями измерения.
Перед высотомером ставится минимальная задача получения 90% всех возможных данных по океанам. Цель проекта превышает минимальное требование и заключается в получении 95% всех возможных данных. Наблюдения должны проводиться так близко к границе море-земля, насколько это возможно (до 15 км от границы море-земля может возникать искажение формы сигнала высотомера, которое снижает точность измерения высот). Сумма потерянных данных должна учесть все источники потери, включая вызванные системами космического корабля, аппаратурой высотомера, маневрами и т. д.
Требование готовности для данных альтиметрии составляет 95% с учетом того, что соответствующие отдельные прерывания связи являются краткими и случайно распределенными по всему интервалу времени и области наблюдения (т. е. большинство прерываний связи продолжаются не более 2 секунд).
Влияние помехи, которая всегда присутствует в данном географическом местоположении, намного серьезнее, чем влияние случайной помехи, потому что в таких географических областях невозможно производить измерения. В этом случае, требование для высотомеров состоит в получении достоверных данных для 99% всех географических областей, представляющих интерес.
2.2 Критерии помех
Типичные высотомеры имеют ресурсы связи, которые приводят к отношениям сигнал/шум (S/N), равным 13 дБ (кроме высотомеров в полосе частот 35,5–36 ГГц) в ширине полосы приемника с разрешением по дальности 39,9 дБ/Гц. Шум высоты высотомера изменяется как 1 + 2 (S/N). Для сигнала отклика, имеющего S/N 13 дБ до помехи, сложение помехи вызывает следующее увеличение в шуме измерения высоты:
Уровень помехи
|
S/N
(дБ)
|
Ухудшение
(%)
|
"Не белая" помеха
|
"Белая" помеха
|
"Не белая"
помеха
|
"Белая"
помеха
|
Отсутствует
|
13
|
13
|
Основной уровень
|
Основной уровень
|
На 10 дБ ниже уровня шума
|
12,6
|
12,99
|
1
|
0,05
|
На 3 дБ ниже уровня шума
|
11,25
|
12,5
|
4,5
|
1
|
Равен уровню шума
|
10
|
11,5
|
9
|
3,8
|
На 10 дБ выше уровня шума
|
2,6
|
3
|
91
|
82
|
Для высотомеров в полосе частот 35,5–36 ГГц атмосферные эффекты и технические ограничения приводят к менее благоприятным ресурсам связи (S/N около 10 дБ), и в связи с повышением чувствительности к уровню помех, необходимо принимать во внимание следующие значения:
Уровень помехи
|
S/N
(дБ)
|
Ухудшение
(%)
|
"Не белая" помеха
|
"Белая" помеха
|
"Не белая"
помеха
|
"Белая"
помеха
|
Отсутствует
|
10
|
10
|
Основной уровень
|
Основной уровень
|
На 10 дБ ниже уровня шума
|
9,6
|
9,98
|
1,7
|
0,08
|
На 6 дБ ниже уровня шума
|
9,0
|
9,9
|
4,2
|
0,5
|
На 3 дБ ниже уровня шума
|
8,2
|
9,5
|
8,4
|
1,2
|
На 1,5 дБ ниже уровня шума
|
7,7
|
9,1
|
11,8
|
3,8
|
Равен уровню шума
|
7,0
|
8,5
|
17
|
6,9
|
На 10 дБ выше уровня шума
|
–0,4
|
0
|
167
|
150
|
Ухудшение шума измерения высоты более чем на 4% не позволит выполнить требования миссии. Для учета негауссовской помехи порог для помехи устанавливается на 3 дБ ниже уровня шума. Как видно, ухудшение рабочих характеристик резко возрастает для уровней помех выше уровня шума.
Поэтому критерием вредных помех для высотомеров является суммарный уровень мощности мешающего сигнала, равный –117 дБ(Вт/320 МГц) для 13–14 ГГц и уровень 119 дБ(Вт/450 МГц) для 35,5–36,0 ГГц, который вызвал бы недопустимое увеличение в шуме измерения высоты.
В совместно используемых полосах частот готовность данных высотомера должна превышать 95% всех пунктов в зоне обслуживания датчика в том случае, когда потеря является случайной, и превышать 99% всех пунктов, где потеря происходит систематически в одних и тех же пунктах.
Достарыңызбен бөлісу: |