ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПОВЕРХНОСТИ ЛУНЫ, МАРСА И ВЕНЕРЫ

РАДИОФИЗИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ

Издание официальное

го

LQ

ГОССТАНДАРТ РОССИИ Москва

Предисловие

1    РАЗРАБОТАЛ И ВЦ ECf Н Институтом ракмотехники и олектро-Ники Российской Академии наук и Всероссийским научно-исследовательским институтом стаи дартиз один (ВНИИстйнддрт)

Госстандарта России

2    ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 01.11.94 А* 263

3    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

© Издательство стандартов, 1995

Настоящий стандарт не может быть, полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения

Госстандарта России

II

ГОСТ Р 25645.161-94

6 ПОГРЕШНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЛУНЫ, МАРСА И ВЕНЕРЫ

6.1 Качество работы систем наведения зависит от абсолютных погрешностей измерений параметров рассеяния радиосигнала поверхностью планеты.

6 2 Средние абсолютные погрешности измерений параметров рассеяния радиосигнала для поверхностей Луны, Марса и Венеры приведены в таблицах 1—3.

8

ГОСТ Р 25645Л61—-94

Таблица I — Погрешности определения радиофизических параметров

поверхности Луны по данным моностатической локации

9

Ю

ГОСТ Р 25645.161-94

ПРИЛОЖЕНИЕ А (рекомендуемое)

МЕТОДИКА РАСЧЕТА УРОВНЯ ОТРАЖЕННОГО СИГНАЛА ПРИ СОГЛАСОВАННОЙ И ОРТОГОНАЛЬНОЙ ПОЛЯРИЗАЦИЯХ

Л 1 Цля определения уровня отраженного поверхностью планеты сигнала применяют упрощенное уравнение радиолокации

^Pr^G'^Ac, ₀ с\, ₀ S ^Рс о~ 1бя^а Ri    ^{А1)

При малой по сравнению с радиусом планеты высоте локатора щадь S определяют из соотношения

я.(60)²#² 4 cos0

где 60 — ширина главного максимума антенны по уровню половины мощности,

А 2 Расчет уровня отраженного сигнала проводят в 3 этапа

а)    определение параметров С, Oj, а_д, а_1Д для используемой длины волны X по диаграммам рисунков 1 и 2,

б)    расчет значений од и <т₀ по формулам (5) и (6) настоящего стандарта,

в)    вычисление уровней Р_с и Р₀ с учетом характеристик приемно передающего устройства по формуле (А 1)

А 3 Пример расчета

Исходные данные мощность передатчика Я=1 Вт, длина волны А =2 см; диаметр передающей антенны /)=20 см, угол между направлениями главных максимумов приемно передающей антенны и местной вертикалью © =45°С высота антенны передатчика //== 50 км, координаты района посадки (на Марсе) 43° с ш и 135° з д, поляризация излучаемого ешнала круговая

Расчет уровней отраженного ешнала состоит ил следующих операций

1    Рассчитывают по iрафикам на рисунке 1 параметры С, о_ч, а_д, Оц для

длины волны А—2 см, С= 16, од = 0,8,    —    0,15, <т_1г = 0,08;    ^v==2,2,

Vi =1,0

2    Вычисляют значения а_с и а ₀ по формулам (5) и (6) настоящего стандарта

^ас =0,0962, о ₀ =0,056

3    При 60 =6° определяют уровни Р_с , Р₀ по формуле (А 1)

Рс —4,3 10-¹⁴ Вт, Р о =2,МО'¹⁴ Вт.

11

ГОСТ Р 25645.161-94

ПРИЛОЖЕНИЕ В (справочное)

РАДИОФИЗИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ОТДЕЛЬНЫХ РАЙОНОВ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЛУНЫ, МАРСА И ВЕНЕРЫ

Угловые зависимости УЭПР диффузной компоненты для районов Венеры с различными геологическими типами поверхности представлены на рисунке В.1.

Карта распределения шероховатости в экваториальной области Марса представлена на рисунке В 2

Значения радиофизических параметров поверхности в различных регионах Луны, Венеры и Марса помещены в таблицах В 1—В 5

&д,дБ

Угловые зависимости УЭПР диффузной компоненты для районов Венеры с различными геологическими типами поверхности / — узкие линиаментные области; 2 — тессеры, J — линиаментные пояса и овоиды, 4 — «темные» равнины

12

ГОСТ l> 25645.161—94

а — карта распределения шероховатости в экваториальной области Марса, Л =3,5 см. Контуры обозначают участки с одинаковыми значениями у; б — отражательная способность в одном из районов экваториальной части Марса, Л—3,5 см

13

Таблица В 2 — Результаты измерений радиофизических параметров в

северной части экваториальной области поверхности Марса на длине волны Я = 12,6 см

14

15

ГОСТ Р 25645 161—94

17

ГОСТ Р 25645.161-94

СОДЕРЖАНИЕ

1    Область применения.............. 1

2    Определения................ I

3    Обозначения и сокращения............2

4    Основные положения    .     3

5    Радиофизические параметры поверхностей Луны, Марса и Венеры ,    5

6    Погрешности определения радиофизических параметров поверхностей

Луны, Марса и Венеры............. 8

Приложение А «Методика расчета уровня отраженного сигнала при согласованной и ортогональной поляризациях ...    ...    11

Приложение В «Радиофизические параметры отдельных районов поверхностей Луны, Марса    и Венеры ........ _f ,    12

ш

УДК 629.78:[523,3 + 523,42/43].03б.31:006.354    Т27 ОКСТУ 0080

Ключевые слова: поверхности Луны, Марса, Венеры; параметры радиофизические; диапазон длин волн 1 см — 1м; уровень отраженного сигнала; диаграмма обратного рассеяния; поляризация согласованная и ортогональная; поверхность рассеяния удельная эффективная; коэффициент отражения; шероховатость поверхности; компоненты квазизеркальная и диффузная; антенна, система радионавигационная

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПОВЕРХНОСТИ ЛУНЫ, МАРСА И ВЕНЕРЫ Радиофизические параметры

Surfaces of the Moon, Mars and Venus. Radiophysical parameters

Дата введения 1995—07—01

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт устанавливает радиофизические параметры, характеризующие отражательные свойства поверхностей Луны, Марса и Венеры в диапазоне 1 см — 1 м и методику их расчета.

Стандарт предназначен для расчета радиосистем траекторных измерений, навигации и радиоуправления, устанавливаемых на спускаемых космических аппаратах, а также для расчетов при моделировании радиофизических свойств поверхностей планет в условиях наземной отработки.

2 ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В настоящем стандарте применяются следующие термины и определения:

Согласованная поляризация радиоволн — состояние поляризации принимаемых радиоволн, при котором направление вращения вектора напряженности электрического поля при наблюдении вдоль направления распространения волны противоположно направлению вращения вектора напряженности электрического поля в излучаемой волне, а остальные параметры эллиптической поляризации излучаемых и принимаемых волн одинаковы.

Ортогональная поляризация радиоволн — состояние поляризации принимаемых радиоволн, ортогональное согласованной поляризации. ^{1 2}

Квазизеркал ьная компонента рассеянного сигнала — часть энергии электромагнитных волн, принимаемых на согласованной поляризации, соответствующая отражениям от гладких участков поверхности планеты, нормаль к которым ориентирована по направлению на передающую антенну.

Диффузная компонента рассеянного сигнала — часть энергии электромагнитных волн, принимаемых на согласованной поляризации, не совпадающая с квазизеркальной компонентой, и энергия электромагнитных волн, принимаемых па ортогональной поляризации.

Параметр Хегфорса — радиофизический параметр поверхности, определяющий ширину диаграммы обратного рассеяния для квазизеркальной компоненты.

3 ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

%    — длина волны, см;

0    — угол локации, отсчитываемый от направления главного мак

симума приемно-передающей антенны радионавигационной системы до направления местной вертикали, рад;

А0 — угловая ширина диаграммы обратного рассеяния по уровню половины мощности;

8 0 — ширина главного максимума приемпо-лередающей антенны по уровню половины мощности, град.; о— удельная эффективная поверхность рассеяния (УЭПР); а_с (@) — УЭПР при согласованной поляризации;

°о (0) — УЭПР при ортогональной поляризации; од — диффузная компонента УЭПР при согласованной поляризации;

о 1д — диффузная компонента УЭПР при ортогональной поляризации;

о₃ — квазизеркальпая компонента УЭПР при согласованной поляризации;

Р — коэффициент отражения;

р₃ — коэффициент отражения, соответствующий квазизеркальной компоненте;

р_д — коэффициент отражения, соответствующий диффузной компоненте;

р _1Д —■ коэффициент отражения, соответствующий диффузной компоненте при ортогональной поляризации; у² — дисперсия наклонов случайных неровностей;

С — параметр Хегфорса;

ГОСТ Р 25645.161-94

В₃ — диаграмма обратною рассеяния квазизеркальной компоненты при согласованной поляризации,

Вд — диаграмма обратного рассеяния диффузной компоненты при согласованной поляризации,

В\д — диаграмма обратного рассеяния диффузной компоненты при ортогональной поляризации, v, V! — показатели степени убывания диффузной компоненты в

зависимости от угла 0 соответственно при согласованной и ортогональной поляризации,

К — коэффициент, зависящий от типа рельефа поверхности Венеры,

е— диэлектрическая проницаемость, ср — северная широта, град ,

*— западная долгота, град ,

W — плотность распределения вероятностей,

Р_С,Р₀ — уровни отраженного сигнала па входе приемных каналов, соответствующих согласованной и ортогональной поляризации, Вт,

G — коэффициент усиления передающей антенны,

А_с , Л ₀ — эффективные поверхности приемных антенн при согласованной и ортогональной поляризациях радиоволн, м²; R — расстояние локатор — облучаемая поверхность, м²,

6’ —■ площадь поверхности планеты, облучаемая в пределах главного лепестка диаграммы антенны локатора, м²;

Н — высота локатора, км, с ш — северная широта, ю ш — южная широта, в д — восточная долгота; з д — западная долгота

4 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

4 1 Радиофизические параметры определяют уровень отраженного поверхностью сигнала, зависящий от заданного положения носителя радиосистемы наведения

4 2 Уровень отраженного сигнала зависит от радиофизических параметров поверхности в данном районе планеты, длины волны К, поляризации антенны и от угла локации 0, отсчитываемого от направления главного максимума приемно передающей антенны радионавигационной системы до направления местной вертикали 4 3 Рассеивающие свойства поверхностей плаисг характеризуются: ³

ГОСТ Р 25645.161-94

—    угловой шириной диаграммы обратного рассеяния при согласованной и ортогональной поляризациях;

—    удельной эффективной поверхностью рассеяния о ;

—■ коэффициентом отражения р ;

4.4 Угловая ширина диаграммы обратного рассеяния при согласованной поляризации зависит от значения величины шероховатости поверхности на горизонтальных масштабах от нескольких метров до нескольких сотен метров. Шероховатость поверхности характеризуют параметром Хегфорса С и дисперсией наклонов случайных неровностей у² . Параметр Хегфорса С связан с у² эмпи

рическим соотношением

С« 1/Y².    (1)

4.5    Угловую ширину диаграммы обратного рассеяния по уровню половины мощности Д® при согласованной поляризации рассчитывают по формуле

А 0 = 1,53 у .    (2)

4.6    Удельную эффективную поверхность рассеяния (УЭПР) при согласованной |а_с(0)] и ортогональной [а₀( 0)] поляризациях рассчитывают по формулам:

^ (в) =    (©)    +    а_д£д(в);    (3)

(®)=С1дЙ1д(®)>    (4)

где    В    (©)    = (cos⁴ 0 + sin² ©) —(5)

Вд(0) ~ cos^v 0; 51д(0)= cos^Vl0.    (6)

Величины v и v₁ принимают значения в пределах от 1 до 4 для разных планет и уточняются в зависимости от характера поверхности в данном районе планеты.

Для Венеры зависимость а₀ (0) определяют соотношением:

s_o(0)=^©^v',    (7)

где 0>О,1;

К — коэффициент, зависящий от рельефа поверхности.

4.7    Коэффициент отражения р при согласованной поляризации рассчитывают    по формуле

Р = Рз+Рд,    (8)

где

р_з—(s'/a — 1 )²/(е¹^ + I)².    (9)

4.8    Параметры    о, и а_д, определяющие уровень согласован

ной поляризации, и параметр <з_1д , определяющий уровень орто-

ГОСТ Р 25645.161-94

гонально-поляризованной компоненты в отраженном сигнале, связаны с коэффициентами отражения , р_д ^и ?_1Л соотношениями:

= 0,5 р₃ С (при С»1), Од = 0,5p_x(v +1);

^=0_f5p_u(v+l).    (10)

5 РАДИОФИЗИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЛУНЫ,

МАРСА И ВЕНЕРЫ

5.1 Усредненная зависимость радиофизических параметров о_д, Од и С поверхности Марса от длины волны Я представлена на рисунке 1. Методика расчета уровня отраженного сигнала приведена в приложении А.

5.2    Усредненная зависимость радиофизических параметров а_л, °з, р и С поверхности Луны от длины волны Я представлена на рисунке 2.

5.3    Данные по основным радиофизическим параметрам поверхности Венеры: коэффициенту отражения и шероховатости представлены на рисунке 3. ⁵

ГОСТ Р 25645.161-94

5.4    Радиофизические параметры отдельных районов поверхностей Луны, Марса и Венеры приведены в приложении В⁶.

5.5    Резко пониженной отражательной способностью па длине волны А —3,5 см характеризуется область Stealth на поверхности Марса. Координаты и форма указанной области приведена на рисунке 4.

1

Издание официальное

2

3

4

5

6

Банк данных по радиофизическим параметрам северного полушария Венеры имеется в Институте радиотехники и электроники Российской Академии Наук.

7