ГОСТ Р 25645.337-94
Группа Т27
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
РАДИОСИСТЕМЫ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
Радиофизическая модель околосолнечной плазмы
Radiosystems of cosmic apparatus.
Radiophysical model of the solar plasma
ОКСТУ 6702
Дата введения 1995-07-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Институтом радиотехники и электроники Российской Академии наук и Всероссийским научно-исследовательским институтом стандартизации (ВНИИстандарт) Госстандарта России
2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 01.11.94 N 262
3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящий стандарт устанавливает радиофизическую модель, описывающую влияние околосолнечной плазмы на проходящие через нее радиосигналы в диапазоне длин волн 3-30 см. Стандарт предназначен для расчета радиосистем, обеспечивающих связь, навигацию и траекторные измерения космических аппаратов, движущихся по околосолнечной орбите.
2 ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В настоящем стандарте применяют следующие термины и определения:
1 прицельное расстояние радиолуча: Наименьшее расстояние между центром Солнца и трассой распространения радиоволн по линии: космический аппарат - наземный пункт
2 элонгация: Угловое расстояние между направлениями на космический аппарат и центр Солнца
3 радиальный профиль электронной концентрации: Зависимость электронной концентрации от гелиоцентрического расстояния
4 пространственный спектр турбулентности: Распределение неоднородностей плазмы по пространственным волновым числам
5 нормированная дисперсия напряженности поля: Отношение среднего значения квадрата флуктуаций напряженности поля к квадрату средней напряженности поля
6 дисперсия флуктуаций фазы: Среднее значение квадратов случайных отклонений фазы за интервал наблюдения
7 дисперсия флуктуаций частоты: Среднее значение квадратов случайных отклонений частоты за интервал наблюдения
8 групповое запаздывание радиоволн в околосолнечной плазме: Различие во времени распространения радиоволн через околосолнечную плазму по сравнению с распространением в вакууме
9 уширение спектральной линии радиосигналов: Увеличение ширины спектральной линии гармонических сигналов, обусловленное хаотическими колебаниями частоты из-за движения неоднородностей через трассу распространения радиоволн.
3 ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
3.1 Геометрические параметры трассы распространения радиоволн:
- прицельное расстояние
- элонгация
-
-
-
- расстояние
- расстояние
та.
3.2 Характеристики околосолнечной плазмы:
-
- средняя электронная концентрация околосолнечной плазмы
- дисперсия флуктуаций электронной концентрации
- скорость движения потоков плазмы
- спектр турбулентности околосолнечной плазмы
- внешний масштаб турбулентности
- внутренний масштаб турбулентности
- спектральный индекс пространственного спектра турбулентности
- число Во
льфа
3.3 Характеристики радиосигналов:
- длина волны
- нормированная дисперсия флуктуации напряженности поля
- дисперсия флуктуаций фазы
- дисперсия флуктуаций фазы
- групповое запаздывание радиоволн
- эквивалентная ширина спектральной линии сигналов
4 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
4.1 Характеристики околосолнечной плазмы определяют условия радиосвязи с заходящими за Солнце космическими аппаратами, влияют на точность траекторных измерений и качество передачи телеметрической информации.
4.2 Нормированная дисперсия флуктуаций напряженности поля
4.3 Флуктуации фазы, частоты и связанные с ними погрешности траекторных измерений определяются длиной волны, прицельным расстоянием луча
4.4 Формирование радиофизической модели осуществляют путем построения зависимостей характеристик радиосигналов от геометрических параметров трассы радиосвязи и характеристик околосолнечной плазмы.
5 РАДИОФИЗИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ОКОЛОСОЛНЕЧНОЙ ПЛАЗМЫ
5.1 Электронную концентрацию при невозмущенных условиях в околосолнечной плазме рассчитывают по формуле
5.2 Спектральный индекс пространственного спектра турбулентности
5.3 Внешний масштаб турбулентности
5.4 Внутренний масштаб неоднородностей
Таблица 1 - Характерные значения радиофизических параметров
Радиофизический параметр | Значения | |||||
4 | 10 | 20 | 40 | 80 | 200 | |
40 | 100 | 300 | 400 | 420 | 450 | |
4 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
Для промежуточных значений
6 МЕТОДИКА РАСЧЕТА ВЛИЯНИЯ ОКОЛОСОЛНЕЧНОЙ
ПЛАЗМЫ НА ПАРАМЕТРЫ РАДИОВОЛН
Методика заключается в использовании зависимостей, установленных в радиофизической модели, для расчета параметров линий радиосвязи с учетом влияния околосолнечной плазмы.
6.1 Нормированную дисперсию флуктуации напряженности поля радиоволн, характеризующую ухудшение качества передачи информации по радиолинии, вычисляют по формуле
где
Таблица 2 - Зависимость функции
Обозначение параметра | Значения | |||||
3,1 | 3,3 | 3,5 | 11/3 | 3,8 | 4,0 | |
0,068 | 0,159 | 0,209 | 0,234 | 0,243 | 0,250 |
Для промежуточных данных
6.2 Дисперсию флуктуации фазы радиоволн, прошедших через околосолнечную плазму, определяют по формуле
где
6.3 Дисперсию флуктуаций частоты, создаваемых движением неоднородностей всех масштабов, определяют выражением.
Применение усреднения по времени приводит к сглаживанию флуктуаций частоты. После усреднения за время
6.4 Различие группового запаздывания радиоволн
где
6.5 Эффективную ширину спектральной линии
Значения функции
Таблица 3 - Зависимость функции
Обозначение параметра | Значения | ||||
3,1 | 3,3 | 3,5 | 11/3 | 3,8 | |
0,176 | 0,503 | 0,782 | 1,037 | 1,275 |
6.6 Расчетные соотношения для флуктуаций напряженности поля справедливы до прицельных расстояний радиолуча, превышающих так называемое критическое значение
Показатель степени
Представленные соотношения для расчета характеристик радиосигналов, прошедших через околосолнечную плазму, справедливы для средних условий в околосолнечном пространстве, т.е. когда число Вольфа
Электронный текст документа
и сверен по:
М.: Издательство стандартов, 1995