DORIS

DORIS ( francouzsky:  Détermination d'Orbite et Radiopositionnement Intégré par Satellite , zkr. DORIS ) je francouzský civilní systém pro přesné (centimetrické) určování a určování polohy oběžné dráhy. Operace je založena na principu Dopplerova jevu [1] . Obsahuje systém stacionárních pozemních vysílačů - radiomajáků , přijímače jsou umístěny na satelitech. Po určení přesné polohy satelitu může systém stanovit přesné souřadnice a výšku radiomajáku na povrchu Země. Původně určen pro řešení úloh geodézie a geofyziky .

Obecné informace

Systém DORIS byl vyvinut a optimalizován společnostmi CNES , IGN (Institut Géographique National) a GRGS (Groupe de Recherches en Géodésie Spatiale) pro vysoce přesné určení oběžné dráhy a umístění majáku. DORIS byl původně vyvinut jako součást oceánografické výškoměrné mise TOPEX/POSEIDON . DORIS je v provozu od roku 1990, kdy byl na palubě kosmické lodi SPOT-2 vypuštěn první technologický demonstrační systém (prototyp užitečného zatížení). DORIS je mikrovlnný sledovací systém, dopplerovský odchozí rádiový systém , který vyžaduje hostitelský satelit (pro balíček vesmírného segmentu) a globální síť sledovacích pozemních stanic. Hlavním cílem je poskytovat přesná měření pro služby POD (Precise Orbit Determination) a geodetické aplikace . Koncepce systému je založena na přesných měřeních Dopplerových posunů v RF signálu vysílaném pozemními stanicemi a přijímaném na palubě družic na oběžné dráze nesoucích přijímače DORIS, když jsou ve viditelnosti stanice. Počet nosných satelitů DORIS není omezen. Výsledky měření poskytované přijímači DORIS lze použít v následujících aplikacích:

• POD podpora pro výškoměr a další mise;
• řízení oběžné dráhy (na palubě nebo na Zemi);
• polohování pozemního majáku;
• geofyzikální modelování (zemské gravitační pole , atmosféra , ionosféra , sledování pohybu zemských pólů atd.);
• monitorování integrity systému DORIS.

Systém DORIS je založen na přesném měření Dopplerova posunu radiofrekvenčních signálů vysílaných pozemními majáky a přijímaných na palubě kosmické lodi. Měření se provádějí na dvou frekvencích: 2,03625 GHz pro měření Dopplerova posunu a 401,25 MHz pro korekci zpoždění šíření signálu v ionosféře. Frekvence 401,25 MHz se také používá pro měření časových razítek a přenos pomocných dat. Volba přenosového systému pouze na satelit umožňuje plně automatizovat provoz majáků a komunikačních linek pro centralizované doručování dat do zpracovatelského centra.

Dopplerův frekvenční posun se měří na palubě satelitu každých 10 sekund. Získaná radiální rychlost (její přesnost je přibližně rovna 0,4 mm/s) je na Zemi využívána v kombinaci s dynamickým modelem trajektorie družice k přesnému určení dráhy s výškovou chybou maximálně 5 cm. Tyto údaje jsou dostupné po 1,5 měsíců kvůli zpožděním v externích datech, jako je sluneční záření .

Přehled satelitních misí s balíčkem DORIS

Přehled charakteristik určování oběžné dráhy DORIS

DORIS Toolkit

Palubní přístroj DORIS se skládá z

• přídavný přijímač se dvěma přijímacími okruhy;
• ultrastabilní krystalový oscilátor (Ultra Stable Oscillator - USO) se změnou frekvence ne větší než , shodný s oscilátory používanými v pozemním segmentu DORIS;
• všesměrová dvoufrekvenční anténa;
• zařízení řídící jednotky (v kombinaci s MWR).

Pozemní segment se skládá z

• multimisní řídící centrum SSALTO, provozované CLS jménem CNES ;
• instalace majáků a řídicí centrum od IGN , které koordinuje globální síť orbitálních majáků (ODB). Síť se skládá z 60 sledovacích stanic umístěných po celém světě ve 30 zemích (v Rusku: Krasnojarsk , Badary trakt (Tunkinský okres, Burjatská republika) , Južno-Sachalinsk , Paramušir [5] );
• přesná určení oběžné dráhy prováděná v CNES a výpočty gravitačního pole Země z dat DORIS z GRGS ; referenci času a frekvence pro celý systém poskytuje hlavní maják spojený s hlavními hodinami; Řídicí centrum systému DORIS řídí přístroje podle telemetrických dat a operativního určení drah.

Charakteristika zařízení DORIS DGxx

DORIS Beam Positioning Efficiency

Poznámky

1. ↑ Jednou z prvních aplikací Dopplerova efektu pro poskytování satelitní navigace byl systém Transit , který sloužil k navigaci amerických ponorek s jaderným pohonem třídy George Washington a navigační podpoře pro odpalování balistických raket Polaris z těchto člunů . Na rozdíl od DORISu však byla frekvence signálu měřena v pozemním (uživatelském) segmentu
2. ↑ Příručka produktů SARAL/AltiKa . Získáno 30. července 2017. Archivováno z originálu 16. května 2017. (neurčitý)
3. ↑ Novinky: Sentinel-3A úspěšně vypuštěn na cílovou oběžnou dráhu . Získáno 30. července 2017. Archivováno z originálu 31. července 2017. (neurčitý)
4. ↑ Start nosné rakety Rokot z kosmické lodi Sentinel-3A 
5. ↑ Seznam stanic DORIS na oficiálních stránkách . Získáno 16. července 2017. Archivováno z originálu 31. července 2017. (neurčitý)

Literatura

• P.FERRAGE, A.AURIOL, C. TOURAIN, C. JAYLES, F. BOLDO. Vývoj systému Doris a budoucí mise Slides: Vývoj systému DORIS a budoucí mise
• Lebedev S. A. Satelitní altimetrie ve vědách o Zemi / Moderní problémy dálkového průzkumu Země z vesmíru. 2013. V. 10. č. 3. S. 33-49.
• Deev M. G. Level jako indikátor změn stavu světového oceánu / geografie. č. 6. 2010
• Lebedev S. A. Integrovaná databáze satelitní výškoměry (snímky)

Odkazy

• Oficiální stránky International DORIS Service (anglicky)
• AVISO: Satelitní výškoměrná data Referenční portál pro satelitní výškoměr
• Oficiální stránky Národního centra pro výzkum vesmíru ve Francii (CNES) (anglicky)
•  Satelit s ARgos a ALtika (SARAL) - Indo-francouzský vědecký podnik sec.