Немирова, Э. К.

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГОИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА Том 105 1960 г.И З В Е С Т И ЯПОГРЕШНОСТИ И ЗМ Е РЕ Н И Я  СКОРОСТЕЙ МЕТЕОРОВ МЕТОДОМРА ЗН ЕС ЕН Н О ГО  ПРИЕМАЭ. К. НЕМИРОВА (Представлено научным семинаром радиотехнического факультета)В у с та н о в к ах ,  р а б о т а ю щ и х  по м е т о д у  ра зн е се н н о го  приема ,  о б ы ч ­но и спользую тся  один п е р е д а т ч и к  и три  приемника ,  один из ко т о р ы х  р а с п о л о ж е н  вм есте  с п е р е д а т ч и к о м ,  а два  д р у г и х  вы н е се н ы  на р а с ­с т о я н и е  п о р я д к а  н е с к о л ь к и х  к и л о м ет р о в .  В таких  системах  им ее т ся  в о з м о ж н о с т ь  и зм е р я т ь  скорости  м ет е о р о в  д а ж е  в том с л у ч а е ,  если  м е ­т е о р  не д а е т  ч еткой  д и ф р а к ц и о н н о й  картины.З а м е р я я  д а л ь н о ст ь  в т р е х  прием ны х  пунктах ,  м о ж н о  найти п о л о ­ж е н и е  на с л е д е  т р е х  о т р а ж а ю щ и х  т о ч е к  Ou O2 и O 3. При  этомO 1 O 2 O 2 O 3V =  ——- = ——- ,где  T1(T2) - B p e M H  п рол ета  м е т е о р о м  расстояния  O 1 O 2 ( O 2 O 3). Таким образом ,  и зм ере н и е  скорости  сводится  к изм ерению  врем ени  пролета  т м е ж д у  д в у м я  о т р а ж а ю щ и м и  точками .  В рем я  т м о ж н о  измерить,  ф и к ­с и р у я  к а к у ю - л и б о  т о ч к у  на д и ф р а к ц и о н н о й  картине ,  например ,  м о ­мент  м ак си м у м а  амплитуды ,  которы й  обычно  ч етко  в ы р а ж е н .В н е к о то р ы х  системах,  и с п о л ь зу ю щ и х  вы несенны й приемны й пункт,  зна ние  в рем ени  прол ета  н е о б х о д и м о  для  о п р е д е л е н и я  п о л о ж е н и я  с л е ­д а  в пространстве  (направления  на радиант).Установки  д л я  изм ерения  скорос те й  и о п р е д е л е н и я  радиантов м е ­тодом  разнесенного  приема  в основном  испол ьзую тся  д л я  изм ерений  на с л аб ы х  м ет е о р ах ,  т. е. м е т е о р а х  н еустойч ивого  типа.  Как известно ,  в с л е д а х  та к о г о  типа в о зм о ж н ы  резонансны е  явл е н и я  [1]. Р е з о н а н с  с о п р о в о ж д а е т с я  сдвигом  (запаздыванием )  д и ф р а к ц и о н н о й  ка р ти н ы .Величина  запазды вания  о п р е д е л я е т с я  у с л ови ям и  о т р а ж е н и я  ( э л е к ­тронной  плотностью а, к о э ф ф и ц и е н то м  д и ф ф у з и и  D y в ел ич иной  н а ч а л ь ­н о го  радиуса  гНУ д а л ь н о с т ь ю  R f длиной  волны а и т .  д . ) .  В том с л у ­чае ,  когд а  о т р а ж а ю щ и е  точ ки  р а с п о л о ж е н ы  в р азны х  ч астях  следа ,  эти усл овия  м о гу т  быть различными,  в частности ,  м о гу т  быть з н а ч и ­т е л ь н ы е  отличия  величин  э л е к т р о н н ы х  плотностей  а [2]. За  счет  р а з ­ной высоты о т р а ж а ю щ и х  то ч е к  м огут  быть не равны ко э ф ф и ц и е н ты  д и ф ф у з и и  и н а ча л ьн ы е  радиусы.  Это, в свою оч е р е д ь ,  п р и ве д е т  к н е ­р а ве н с тв у  врем ен  з а п а зд ы ва н и я  и, след ов ат ел ьн о ,  к п огре ш н ос ти  при изм ерении  времени  пролета ,  т.  е. скорости .41При о ц е н к е  этой п о гр е ш н о с ти  ограничимся  плоской  задачей  (рис. 1,. с л е д  л е ж и т  в од ной плоскости  с базой а).К огд а  база а с о с т а в л я е т  н е с к о л ь к о  ки л о м ет р о в ,O j O 2a sin уКак  п ока за л и  расчеты  по м е т о д у ,  и з ­л о ж е н н о м у  в [3]. величина  з а п а з д ы в а ­ния AZ зависит  от о т н о ш е н и я  д л ины  р е ­зо н и р у ю щ е г о  у ч а с т к а  сл ед а  Ipe3 к V R  G П ри 7+ =  0 эта за вис им ост ь  х о р о ш о  ап-  vTJJJnTT п р о к с и м и р у е т с я  в ы р а ж е н и е м0 ,7 8 (1  — е ~ Л 'Рис. 1. Геометрия отражения при разнесенном приеме (плос­кий случай).П ри  гн фО —  s  0,78 [(1 -  е~1Ре:< Г р1) — I O - 2], где  г н— в см.T îT1 — величина  1-го периода  и д еал ьной  д и ф р а к ц и о н н о й  картиныT1 0,62 ] / Ш / ѵ .С к о р о с т ь  VO j O 2 , о тн о с и т ел ь н а я  п о г р е ш н о с т ь  изм ере н и я  ѵЛо TО Vгде  от =С у ч етом  того,  чтогд е  В  ^  0 , 6 5 П О - 13 см,A tтІрез  —  В1 ?1 +  оти A t =  A Z2 — A Z1.a X2а ,  Xa VS -D[3],8 т a  0 ,98 I A  [ + - ° ' '  E o I 'a  s in /-_ ( Г1.08_Г1,08).]0-2*)1MI Hj ' ' -IО т л и ч и е  э л е к т р о н н о й  плотности ,  к о э ф ф и ц и е н т о в  д и ф ф у зи и  и н а ­ч а л ь н ы х  р а д и у со в  в о т р а ж а ю щ и х  т о ч к а х  о п р е д е л я е т с я  разностью  в ы ­сот  этих т о ч е кa s in jAA = .COSа т а к ж е  высотой  и п о л о ж е н и е м  на сл ед е  одной из них по отношению* к т о ч к е  м ак сим а ль ной  ионизации.12*)Формула применима в том случае, когда и а2 С  2,4-10 электронов на см~42П о г р е ш н о с т ь  от  д ос тига е т  м ак сим а ль ной  величины в т о м  случае , ,  когда  м етеорны й  с л ед  вблизи  одной из о т р а ж а ю щ и х  то ч е к  наход ится  в состоянии  резонанса ,  а вблизи д р у г о й  точки  резонанс  н е в о з м о ж е н .  Т а ки е  ус л ови я  м о гу т  с о з д а т ь с я  за с ч е т  значительной  разницы в э л е к ­трон н ы х  п л отностях ,  когда  в одной из отра ж а ю щ и х ,  то ч е к  след  я в л я ­ется ус тойчивым, а в д р у г о й  н еустойч ивы м .  Т а к о е  аном ал ьное  р а з л и ­чие  э л е к т р о н н ы х  плотностей  ( ~ в  10 раз)  при н е б о л ь ш о й  разнице  в в ы сотах  ( ~  2,5 км) часто н а б лю д ал ос ь  в э к с п е р и м е н та х  Г ри н гоу  и Н ь ю ф е л ь д а  [2].Величина  м ак сим альной  о ш и б к и  равнай ^rnax j C T ica sm  X,~1Рез iV R X )   ГІ,08 - IQ-2 ] :з д е с ь  Ipe3 и гн с о о т в е т с т в у ю т  то ч к е  с м ен ь ш ей  электронной  п л о т н о ­стью. O T rnax б лизка  к с в о е м у  н а и б о л ь ш е м у  зн а че н и ю  при гн ст 0  и=  3 (рис. 2).  (1)Физически  эти  условия  означают,  что точ ка  с м ен ь ш ей  э л е к т р о н ­ной плотностью  л е ж и т  на н е б о л ь ш о й  высоте,  зна чите ль но  м е н ь ш е й  х а р а к те р и с ти ч ес к о й ,  причем  а достаточно  ве л и ко  (оставаясь  <  2 ,4 '  IO12 см~ г). Т ак  как  Ipe3 оол2, ус л ови я  (1) д о л ж н ы  ч ащ е  встречаться  при на ­блюдении на б о л е е  д л инных  волнах.И з  рис. 2 A GnaxyZT1 ^  0,75,  отсюдаLmax ш а х 0 ,93 .V R la sin XВеличина  н а и б о л ь ш е г о  значения  п огре ш нос ти  о T m ax при разных  б а з а х  приведена  на рис. 3. К ак  видно из рисунка,  п о г р е ш н о с т ь  при м а л ы х  б азах  ( ~  2 ст-4 км)  достигает  не с кол ько  д е ся т к о в  процентов .  О д н а к о  с у м е н ь ш е н и е м  б а зы  в е роят н ост ь  резкого  разл ичия  э л ек трон н ы х  п л о ­тностей  у м е н ь ш а е т с я .  Д л я  следов ,  у которы х  эл ектронная  плотность  м е н я е т с я  с высотой  в соответствии  с кривой  ионизации [2], п о г р е ш ­ность  зависит  от разности высот о т р а ж а ю щ и х  то ч е к  и различна  в к а ж ­дом из т р е х  с л е д у ю щ и х  случаев:П е рв ы й  случай  — обе точки  л е ж а т  вблизи характеристич еской :  высоты hm.Второй  случай  — высоты обеих  т о ч е к  б о л ь ш е  hm.Третий  с л уча й  — высоты м е н ь ш е  hm.43За вис им ос ть  S-  от базы  а д л я  ряда с л у ч а е в  приведена  на рис. 4. П о г р е ш н о с т ь  вы числена  при R  =  200 7 =  10 м, =  45%ѵ  =  35 ГЖ— (hm =  92 км), секН а и б о л е е  с у щ е с т в е н н о й  причиной возникновения  погреш ности  я в ­л я е т с я  изм ен е н и е  э л ек трон н ой  плотности  вдоль  следа .  П о э т о м у  в п е р ­вом с л у ч а е ,  к огд а  обе  точки  л е ж а т  вблизи х а р а к те р и с ти ч ес к о й  в ы с о ­ты (а при этом м еняе т ся  мало) ,  п о гр е ш н о с ть  незначительна .Когда  A1 и h2J>hm, п огре ш н ос ть  З т  с о с та в л я е т  н е с к о л ь к о  процентов  ( S 1 0  %) и почти  не зависит  от в е ­л и чи н ы  базы и высоты,  н е с кол ько  у в е л и ч и в а я с ь  с у ве л и ч ен и е м  а.ьг/ѵах1Рис. 3. Наибольшее значение погреш­ности S-max в зависимости от величины •базы а при R  =  200 км, л =  10 м  и X =  45°.Рис. 4. Погрешность ат в зависимости от базы для некоторых частных случаев: 1 — H1 =  90 км, D 1 — 2,2 м2/сек,Cc1 = 3 - 1 0 11 см~1; 2 — H1 =  88 км,D 1 — 1,58 м2/сек, ах =  3 - IO11 см—1;3 — Zi1 =  100 км, D 1 =  10 M2IceKj Oc1 =  3 ’ XO11CM 1J 4 — Ii1 =  102 км,D 1 =  13,3 м21сек, CL1 =  IO11C t - 1.При Iil и Ii2 <  hm п о гр е ш н о с ть  возрастает  с уве л и ч ен и е м  базы,  в е ­л и ч и н ы  погре ш н ос ти  тем б о л ь ш е ,  чем н и ж е  ра с п о л о ж ен ы  о т р а ж а ю ­щ и е  точки .  Это об ъ я с н я е т с я  б о л е е  резким  изм енением  а с высотой в на ч а л е  следа.Д л я  м етеоров  с б ол ьш и м и  скоростям и  д л ина  р е з о н и р у ю щ е г о  у ч а с т к а  б о л ь ш е  (при проч их  равны х  условиях) ,  поэтому W  д о л ж н о  б ы т ь  б о л ь ш е .П о г р е ш н о с т ь  р е зко  сниж а е тс я  с у м ен ь ш ен и е м  длины волны, так к а к  при этом р е з к о  у м е н ь ш а е т с я  величина  запазды вания  AZ.При работе  в длинновол новой  части м етрового  диапазона  (X — 8-4- = - 1 0  м) п огре ш н ос ть  значительна ,  ее  м о ж н о  исключить  при н а б л ю ­де н и и  п о то к а  путем  об е сп е ч ен и я  п а р а л л е л ьн о й  поляризации ,  а при на б лю д ен и и  спо р а д и ч е ск о го  фона  — отбрасыванием  о т р а ж е н и й  с п е р ­п е н д и к у л я р н о й  пол яризацией .ЛИТЕРАТУРА1. Т. R. K a i z e r ,  R. L , C l o s s ,  Philos. Mag. 43, I, 1952.2. J. S. G г e e n h о w, E. L. N e u f e l d ,  Mon. Not. RAS, 117, №4, 1957.3. H e  м и р о  ва  Э. K. О роли резонансных эффектов при измерении скоростей метеоров, Астрой, журнал, том XXXVI, вып. 3, 1959.

Погрешности измерения скоростей метеоров методом разнесенного приема

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University