Третья жизнь ISEE-3

[ааа]

Неплохая русскоязычная статья с картинками в ЖЖ.

 http://kiri2ll.livejournal.com/101712.html

[PIN]

Liss пишет:
Установлено, что оба приемопередатчика КА поддерживают когерентный режим, необходимый для измерений дальности.

Когерентный режим нужен для 2-way Doppler. Такие измерения более ценны баллистикам, они точнее, чем дальнометрия. Тем более, внутренние задержки в транспондере могли "уползти" за годы + они зависят от темперературы (то есть, нужны фреймы с конкретными параметрами).

[Liss]

SOE пишет:

Liss пишет:
Установлено, что оба приемопередатчика КА поддерживают когерентный режим, необходимый для измерений дальности.

Когерентный режим нужен для 2-way Doppler. Такие измерения более ценны баллистикам, они точнее, чем дальнометрия. Тем более, внутренние задержки в транспондере могли "уползти" за годы + они зависят от темперературы (то есть, нужны фреймы с конкретными параметрами).

SOE, Вы думаете на три хода дальше, чем я. Давайте разберемся на благо наших читателей.
Мне казалось, что:
(1) Для измерения дальности на основе дальномерного сигнала, используемого для фазовой модуляции несущей, когерентность выходного сигнала КА по отношению ко входному тоже нужна (http://descanso.jpl.nasa.gov/Monograph/series1/Descanso1_C03.pdf , стр.10);
(2) Двухпутевой допплер дает лучевую скорость КА, а не дальность (там же, стр. 11-12).
Что из этого неверно и что надо добавить для понимания? Как считается из них (по отдельности или вместе) вектор состояния КА?

[PIN]

В общем случае, когерентность (то есть, использование несущей частоты принятого сигнала для для генерации несущей излучаемого) для дальнометрии не нужна. Если приемопередатчик какого-то аппарата не умеет подмешивать принятый код или тон дальнометрирования в сигнал передатчика, то это другое дело. Не исключаю, что так бывает, надо смотреть конкретику. 
 
Так как движение КА подчиняется законам физики, одной информации о радиальной скорости (наборов измерений) достаточно для уточнения траектории. На форуме есть как минимум один профессиональный баллистик, он наверняка сможет доходчиво пояснить процесс.

[ОАЯ]

Разжую для себя, что есть 2 way Doppler.

Спойлер

С простого. Передатчик в Англии излучает частоту 1000 МГц. Спутник в ответ излучает 1000 МГц. За счет эффекта Доплера в Англии видят 1001 МГц. Из этого делают вывод, что скорость спутника в условных единицах 1 МГц. Переводят на понятный язык и получают 10 км/секунду.
 
Но эта скорость радиальная. Мы не можем судить о скорости перпендикулярной направлению на спутник. Это важно. Спутник может не двигаться прямо к Земле, а лететь по касательной.
 
Поэтому, мы или замеряем скорость через несколько дней, или сразу делаем измерения из Австралии. Получается треугольник и по нему можем вычислить абсолютную скорость спутника.
 
Нет, скажите Вы. Без дальности ничего не узнать! Правильно. Переходим к дальности. Что есть излучаемая частота передатчика в Англии. Количество колебаний за единицу времени. Но есть еще не маловажный параметр начальная фаза. И если найти разность фазы излучаемого сигнала и принимаемого, то получится дальность в условных единицах. Например, 1000 градусов. После вычислений получаем 1 млн. км. Естественно при определении дальности метод 
2 way Doppler не причем. Он только вредит, изменяя частоту по Доплеру (она входит в подсчет разности фаз). Но инженеры героическими математическими усилиями приводят сигнал в приемлемый вид.
Но 2 way все-таки используем. Применим хитрость. Из Англии будем передавать две частоты. Тогда получаем упрощенный расчет дальности без абсолютных погрешностей при односигнальном методе. В этом случае случайные отклонения  одного сигнала повторяют отклонения второго сигнала, и мы интересуемся только относительными параметры двух сигналов. 

[свернуть]

Спойлер

Теперь сложности: 
- для спутника сигнал с Земли тоже имеет сдвиг, согласно эффекта Доплера.
- любой сигнал, отправляемый из Англии, в спутнике умножается на константу. На выходе другая частота. Для математического сравнения приходящего со спутника сигнала 1001 МГц с опорным 1000 МГц , опорный получают умножением на константу переданный с Земли сигнал.
- Приходится учитывать массу факторов, вызывающих погрешность. Например, дополнительный сдвиг фазы опорного сигнала может привести к постоянному увеличению дистанции при расчете например, на 1 тыс. км. Меняют сдвиг принудительно до тех пор пока не получат минимальную дистанцию. Она и будет реальной. 

[свернуть]

[Liss]

SOE пишет:
В общем случае, когерентность (то есть, использование несущей частоты принятого сигнала для для генерации несущей излучаемого) для дальнометрии не нужна. Если приемопередатчик какого-то аппарата не умеет подмешивать принятый код или тон дальнометрирования в сигнал передатчика, то это другое дело. Не исключаю, что так бывает, надо смотреть конкретику.
 
Так как движение КА подчиняется законам физики, одной информации о радиальной скорости (наборов измерений) достаточно для уточнения траектории. На форуме есть как минимум один профессиональный баллистик, он наверняка сможет доходчиво пояснить процесс.

У меня описания радиосистемы ISEE-3 нет, но это все-таки уже разработка середины 1970-х, и думаю, что стандартный набор свойств есть. Во всяком случае, частоты аплинка и даунлинка в S-диапазоне имеют стандартное соотношение 221:240, что намекает на способность борта отвечать на частоте, кратной принятой. Ну и проделывать стандартные манипуляции с дальномерным сигналом -- выделять из аплинка, усиливать и вновь модулировать им даунлинк без изменения частоты дальномерного сигнала.

Да, и правильно ли я понимаю, что под фазой мы везде имеем в виду фазу дальномерного сигнала?

У Коуинга непросто понять, что именно он имеет в виду. 16 июня он пишет

We have now confirmed that both ISEE-3 transponders - A & B - are in coherent ranging mode. We have a very strong confirmation (correct number of commands accepted) that transponder A is in coherent ranging mode and we have reasonably strong confirmation that transponder B is also in coherent ranging mode.

Я это понимаю так, что речь идет именно о когерентном дальномерном сигнале.

А 26 и 27 июня уже говорится, что

Just as our DSN window closed today we were able to get 2 way Doppler lock and ranging at 47.5 kHz offset.

То есть вроде бы использовался и дальномер, и двухпутевой допплер. Ладно, подождем, что еще они скажут.

[PIN]

Я тем временем почитал новости по этой миссии - в тексте порой причудливая смесь термнологии. И понять, может ли приемопередатчик (A) ISEE-3 в некогерентном режиме пропускать в даунлинк сигнал дальномерный , не смог. Кстати, нередко баллистики, когда говорят "ranging", то подразумевают и дальнометрию, и допплеровские измерения.  Так что, "coherent ranging" само по себе мало что уточняет.

[PIN]

Liss пишет:
То есть вроде бы использовался и дальномер, и двухпутевой допплер. Ладно, подождем, что еще они скажут.

Судя по тому, что я успел прочитать, да. Мой комментарий был лишь о том, что для дальнометрирования когерентность сигналов (с turnaround ratio, который появился еще в USB) не является необходимым условием.

[ОАЯ]

del.

[Liss]

29 июня сигналы ISEE-3 принимала команда UHF Satcom:

UHF Satcom @uhf_satcom  ·  29 июня
 @ISEE3Reboot - Transponder A carrier currently on 2270.391226MHz appx - distance 7508523.96 Km - good signals, 10dB over noise +- in 0.38Hz

[Liss]

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  30 июня
We do not have a Arecibo window we can use today. Dates for spin-up & TCM burns still TBD but should be known very soon. #ISEE3

30 июня времени на Аресибо выделено не было. Даты дораскрутки и маневра уточняются.

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  2 ч
 Our window with Arecibo opens just after 1pm EDT. We are hoping to do the #ISEE3 spin-up burn today.

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  34 мин
At Arecibo #ISEE3 rise time today is 1:03 pm EDT and it sets at 3:50 pm EDT

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  16 мин
 Telemetry set up looks good. Setting up for commanding #ISEE3

1 июля сеанс через Аресибо с 13:03 EDT = 21:03 ЛМВ до 15:50 = 23:50. Собираются включить пару двигателей и произвести дораскрутку.

[Liss]

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  3 мин
 sweeping 10 to 40 kHz, at 1.25 kHz steps, 3 sec separation #ISEE3

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  18 с
 sending dummy command 0 to 50 kHz, 2.5 kHz step at 3 sec #ISEE3

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  сейчас
 sweeping again 0 to 50 kHz,1.25 kHz steps, at 3 sec #ISEE3

[Liss]

http://spacecollege.org/isee3/isee-3-status-report-1-july-2014.html

We have a window at Arecibo that opens today around 1:00 pm EDT. If all goes according to plan we will attempt to do our spin-up burn today. Once we have reliable communications, ability to issue commands, and reliable telemetry we will command ISEE-3 to make one pulse of its thrusters. If that is successful then we'll command n additional 10 pulses. Keep an eye on @ISEE3reboot on Twitter for updates.

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  13 мин
 we're using some new software today for this session with #ISEE3

В общем, точный повтор операций 24 июня с одним исключением -- используется новый софт. Интересно, получится ли?

[PIN]

Такое впечатление, что в телеметрии они не видят ни rf lock, ни bit lock приемника. Или просто не могут ждать 50 секунд? Иначе, зачем столько частотой "пилят" ?

[Liss]

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  4 мин
 AOCS terminate command accepted #ISEE3

Знать бы, зачем она выдана...

[Liss]

Так-так... Открывают клапаны двигателей A и C.

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  4 мин
 Sending command for latch valves A and C open #ISEE3

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  37 с
 Just resent latch valve command #ISEE3

[Liss]

Такое впечатление, что с передатчиком A что-то не то, работают через B.

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot · 6 с
 We have lock on Transponder B preparing to transmit #ISEE3

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  1 мин
 Sweeping dummy command on B 0-50kHz, 1.25 kHz step, 3 sec separation #ISEE3

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  43 с
 Going to send latch valves A and C open command to xpndr B #ISEE3

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  15 мин
 Sending command to initiate AOCS electronics A #ISEE3

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  3 мин
 Sending +28V enable, pressure transducer A on, trasducer B on #ISEE3

[Liss]

Эк у них все серьезно сегодня. Аж цензуру ввели :-)

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  31 с
 Information Earth-side today is going through some extra people. Don't read the silence as meaning anything. Waiting on more info #ISEE3

[Liss]

Не получилось... Выдавали команды через приемопередатчик B, но не смогли выдать все необходимые.
Зато вытащили и расшифровали данные измерений магнитометра.

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  8 ч
 We were unable to complete the command process today. Possible window tomorrow #ISEE3

Update: We were able to use the B transmitter today for the first time but were unable to complete the various steps needed to command ISEE-3 to fire its engines. There is a chance of a window at Arecibo tomorrow.

Meanwhile the first scientific measurement by ISEE-3 in decades has been obtained. Recent magnetometer data from ISEE-3 shows clear evidence of a recent solar event. We will be releasing more information on these observations very soon.

[Liss]

Попытка номер три, если не ошибаюсь...

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  30 мин
 The plan today: to do a spin-up burn using the #ISEE3 propulsion system. One pulse ( to test) followed by 10 more.

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  26 мин
 We're getting telemetry from #ISEE3

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  15 мин
 Initialize AOCS-A for 11 pulses #ISEE3

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  15 мин
 going from +10-40 kHz at 1.25 kHz increments #ISEE3

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  14 мин
 We are going to go with one firing today -all 11 pluses. #ISEE3

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  14 мин
 B transponder locked #ISEE3

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  11 мин
 Everything looks good, going back to transmit #ISEE3

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  9 мин
 sending command + 28 volts on..... Sending from Doppler to + 10 kHz #ISEE3

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  2 мин
 Confirmed: 28 volts is on #ISEE3

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  45 с
 Thruster select A&B is valid #ISEE3

ISEE3 Reboot Project @ISEE3Reboot  ·  8 с
 Sending commands to turn pressure transducers on... sweeping from 0 to 50 #ISEE3