ユーディーオーピー

UDOP ( UHF ドップラー) マルチスタティック レーダーおよびマルチレーダー システム (MSRS) は、ミサイルの追跡と軌道測定にドップラー レーダーを使用しています。ターゲットは 450 MHz で照射されます。基線に沿って 40 ～ 120 km (25 ～ 75 マイル) の長さで配置された 5 つの受信局が、ターゲットのトランスポンダーから 900 MHz で信号を受信します。これらの 5 つの局は斜距離速度を生成します。距離または位置を計算するには、他の追跡システムからの初期位置が必要です。ランダム エラーは 6 cm (2.4 インチ) ですが、合計エラーには 2.7 m (8.9 フィート) の系統的エラーと初期エラーが含まれます。UDOP は、他の高精度システムと比較してコストが比較的低く抑えられました。米国では、フロリダ本土からインド洋に広がる空軍東部テスト レンジでのミサイル軌道の精密測定に MSRS が重要な用途で使用されています。これらのMSRSには、AZUSA、MISTRAM、UDOPが含まれます。すべてのシステムは、観測対象に協調ビーコントランスポンダーと地上送信局、および正確に配置した別々の場所にある複数の受信局を採用しています。^{[1] [2]}  

UDOP は、ジェミニ計画ミッションのためにサターン (ロケット ファミリー)打ち上げロケットに搭載された AN/DRN-11 トランスポンダーを使用しました。

1950 年代から運用されているCバンドCW干渉計AZUSA には、2 本の交差した基線に沿って 1 台の送信機と 9 台の受信機があり、総延長は約 500 メートル (1,600 フィート) です。5 ～ 50 メートル (16 ～ 164 フィート) 間隔で配置された中間受信機は、位相のあいまいさを解決するために使用されます。AZUSA システムは、搬送波を変調する側波帯周波数の位相測定、ドップラー カウントによるコヒーレント距離、2 つの方向余弦、および 2 つの余弦レートによって距離を測定します。距離で 3 メートル (9.8 フィート) 未満、方向余弦で 20 ppm の誤差が得られます。^[1]

ミサイル軌道測定（MISTRAM）は、3～30 km（1.9～18.6 マイル）間隔で2本の直交するベースラインに沿って受信局が配置されたCW干渉計システムです。このMSRSは、ターゲットの距離、4つの距離差、距離率、および4つの距離差率を測定できます。距離誤差は0.8 m（2.6 フィート）未満です。^[1]

CW追跡システムを使用してメートル法データを取得することは目新しいことではありません。このシステムは、従来の数キロメートル以上の基線を持つUDOPシステムとは対照的に、1965年に数メートルから数百メートルの短い基線で拡張されました。UDOPシステムは、NASA ジョン・F・ケネディ宇宙センター（NASA-KSC）のサターン計画で広く使用されました。^[3]

UDOP は、双方向のコヒーレントな連続波追跡システムです。非常に正確な速度測定を提供する信頼性の高いデータ ソースです。ドップラー速度位置 (DOVAP) の後継である UDOP システムは、NASA-KSC によって開発されました。

UDOP は次の 3 つの基本要素で構成されます。

1. 地上送信機
2. 航空機搭載トランスポンダー
3. 地上受信機

実際には、中央記録ステーションとデータ処理システムも使用されます。

近接 UDOP 追跡システムの簡略化された機能ブロック図を図に示します。送信機は、使用する周波数を導き出すために、主要な周波数標準を使用します。標準は 50 ​​ MHz に乗算され、受信サイトに参照信号としてブロードキャストされます。50  MHz は 450 MHz に乗算され、車両に搭載されたトランスポンダー に照会信号として送信されます。トランスポンダーは 450 MHz 信号を受信し、倍増して 900 MHz で再送信します。   

地上局は、50  MHz の基準信号と 900  MHz のトランスポンダー信号を同時に受信します。50  MHz の信号は 18 倍にされ、900  MHz の信号と比較されます。車両がパッド上にある場合、差はゼロになりますが、車両が動いている場合はドップラー効果(1 秒あたりのサイクル数で測定) が発生します。この効果はループ速度に比例し、その量は送信サイト、受信サイト、車両の位置と速度によって異なります。

UDOP 地上受信機は、共通のローカル発振器を備えたダブル スーパーヘテロダイン デュアルチャネル ユニットです。混合後のすべての結果周波数は、ドップラー シフトが発生する周波数を除いて、周波数標準と関連しています。したがって、ドップラー効果は測定可能です。

既存のシステムはオフセット モードで動作し、基準周波数が 900  MHzより 5 kHz 高く上げられ 、車両がパッド上にある限り 5 kHz のビート周波数が発生します。車両が移動すると、ドップラー効果によって 5  kHz の周波数が増します。主な利点は、周波数がゼロではなく 5 kHz から変化するため、データ処理が簡素化されることです。このオフセット周波数は、位相ロック ループ 技術を使用して導出されます。

各受信局から記録された UDOP デジタル データはコンピュータに送られ、X、Y、Z の位置が計算されました。次に、これらの位置は、1 秒間隔で中点移動円弧平滑化を使用して 2 次多項式に適合されました。このプロセスから、平滑化された位置、速度、加速度が得られました。

提示されたデータは、地球に固定された右手系の直交座標系に縮小されました。Y軸は1866年のクラーク回転楕円体に垂直で、上向きが正です。X軸は飛行方位の方向が正です。UDOPシステムの原点は、機体発射位置にある機体送信アンテナです。^[3]