Medición de rango desde el enlace descendente de la señal de rango

¿Cómo se determina el tiempo exacto de viaje de ida y vuelta a partir de la señal de rango de enlace descendente?

AFAIK La señal de rango, que se utiliza para determinar la distancia de una nave espacial, suele ser una onda de referencia modulada y enlazada hacia arriba, que pasa a través de PLL (Phase Locked Loop), demodulada y luego nuevamente modulada a una señal de enlace descendente que es demodulada por PLL en la estación terrestre receptora.

¿Cuáles son los pasos que se siguen para calcular la distancia de la nave espacial? ¿Cómo se calcula con precisión el tiempo de ida y vuelta? ¿Cómo se etiqueta el tiempo en la onda de enlace descendente?

Una breve referencia a las técnicas de seguimiento radiométrico para la navegación en el espacio profundo - C Thornton, J Border (Wiley, 2003) me ayudó a entender esto:

Un bucle de sincronización de fase en la estación receptora produce una señal de referencia coherente con la señal recibida. Esta señal de referencia es utilizada por el conjunto de determinación de distancia para demodular la señal de enlace descendente. El código de rango recibido se compara con un modelo del código de rango transmitido para determinar el tiempo de tránsito de ida y vuelta. las medidas de rango se cuantifican en pasos denominados unidades de rango (RU). El tamaño de una RU depende de la frecuencia del componente más alto del código y actualmente es de unos 28 cm. Los datos Doppler se obtienen diferenciando la señal de referencia recibida con la referencia de frecuencia de la estación.

Tal vez estoy conectando los puntos mal y soy completamente incapaz de entender el proceso.

Respuestas (1)

De la página 144 de Yuen (1983), "Ingeniería de sistemas de telecomunicaciones en el espacio profundo", Plenum Press ,

La señal de distancia transmitida se genera por división de frecuencia coherente a partir de la referencia de frecuencia utilizada para generar la portadora de enlace ascendente. Por lo general, se genera un código que consta de una sucesión de frecuencias, comenzando con aproximadamente 1 MHz y disminuyendo en factores de dos hasta aproximadamente 1 Hz.

La nave espacial devuelve este código variable en el tiempo vinculado a la Tierra. Que la frecuencia más alta sea de 1 MHz limita la determinación del rango a una precisión de 300 metros (en el mejor de los casos). Eso no está mal para una nave espacial que está a muchas unidades astronómicas de la Tierra. El enlace descendente recibido del satélite proporciona la base por la cual la estación receptora determina el alcance al satélite. ¡Simplemente busque la transición entre frecuencias y listo! se determina el rango.

En realidad, no es tan simple como eso. El documento vinculado entra en detalles sobre por qué no es tan simple. Pero ese es el concepto básico.

Gracias. Buscaría la referencia para ver el proceso detallado. En la segunda nota, creo que me he encontrado con la respuesta de frecuencia muy a menudo y supongo que se mencionaron 2 MHz, principalmente al describir el filtro de banda de paso en el transpondedor de la nave espacial. Deseo que compruebes eso.
Tal vez con técnicas como el código psuedo que varía en los tiempos modernos, 1 MHz podría ser el valor que usan, pero AFAIK, la mayoría de las referencias (principalmente, las correspondientes a la era de desarrollo de DSN) mencionan 2 MHz cuando se habla de la operación del sistema de medición.
La longitud de onda de un código con una tasa de símbolos de 1 MHz es de hecho 300 metros, pero con una SNR razonable, la fase del símbolo se puede determinar en una pequeña fracción (quizás el 2%) del período del símbolo, es decir, 6 metros. Observe el GPS, con una tasa de chipping de 1.023 MHz y precisiones de pseudodistancia en los medidores de un solo dígito, y eso es con una SNR bastante pobre.
@pericynthion dijiste "tasa de astillado", lo que significa que sabes más que yo. ¿Puedes echarle un vistazo a mi pregunta aquí ? No me gusta llamar a una aceleración/desaceleración de la tasa de astillado recibida debido a la velocidad relativa como " Desplazamiento Doppler" per se, ¿hay otra palabra para ello?
¡Apreciamos mucho el enlace al documento DSTSE.pdf! ¡Mucha buena lectura allí!