空间已成为私营部门和公共部门越来越活跃的运营领域。至关重要的是,国防部(DND)具有准确的手段,以保持对部署的太空资产以及周围威胁的能见度和控制。太空域意识(SDA)是一个概念,它是指对部署的太空资产和其他对象的监视和跟踪,以确保运营安全性。当前的SDA方法包括使用地面和太空光学望远镜,以及在上部频段中运行的雷达。两个线元素集(TLE)是轨道数据最易于访问的手段,并提供轨道位置预测,其精度的精度高达1 km,速度为1 m/s。较小的航天器的日益普及,例如立方体和微型卫星作为进行太空操作的经济手段,这增加了对更准确的SDA的需求。本文测试了使用高频(HF)雷达使用视线(LOS)传播和目标检测来实现准确范围和径向速度估计的可行性。国际空间站(ISS)被选为目标,这是由于其尺寸较大和轨道较低的高度。使用20 MHz的工作频率用于刺穿电离层并照亮所选目标。范围多普勒图,并应用校正以补偿大气和滤波器误差。通过夜间传输期和日期传播期比较了电离层在不同水平的太阳能活动中的效果。使用澳大利亚开源软件的总电子含量(TEC)估计计算范围误差,该估计是澳大利亚开源软件提供的高频射线疗法实验室(PHARLAP)。发现,夜间传输不需要高估的TEC,并且不需要校正,而白天的传输测量结果受到较大TEC的极大影响。白天传输产生的估计的电离层范围延迟高达90 km,多普勒校正高达45 Hz。夜间传输的平均延迟为30公里,多普勒校正最大15 Hz。校正后的最终范围测量值在100秒的可见度中,在夜间传输期间,在100秒的可见度中,均方根误差(RMSE)为61 km。具有如此高范围残差,发现HF不适合精确的范围测量值,除非开发出更好的电离层校正方法并应用了更密集的信号处理技术。然而,夜间和白天传播的多普勒测量值均产生的剩余RMSE小于10 Hz。夜间传输范围率残差仅为85 m/s,在TLE精度的误差范围内。这表明HF可用于使用多普勒测量值进行精确测定。
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