Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ




 

В спутниковой геодезии для наблюдений (определения положения) искусственных спутников Земли применяют следующие методы наблюдений:

· фотографический (в т.ч. и фотограмметрический);

· радиодальномерный фазовый;

· лазерный;

· радиотехнический на основе использования эффекта Допплера.

Фотографический метод является громоздким и не всегда надежным для высокоточных определений параметров движения космических аппаратов, что связано в основном с плохими оптическими условиями таких наблюдений.

Радиодальномерный фазовый и лазерный методы основаны на определении радиус-вектора КА путем определения времени прохождения радио- или лазерного сигнала по дистанции: наземный приемо-передатчик – спутник, подобно тому, как это происходит в свето- , лазерных и радио - наземных геодезических дальномерах. Эти методы требуют наличия мощной приемо-передающей аппаратуры на станции наблюдения; они применяются на стационарных станциях слежения.

Современные ГСП - глобальные системы позиционирования (другое название - спутниковые навигационные системы (СНС)) широкого применения используют в основном радиотехнические наблюдения на основе эффекта Допплера. Реализация таких наблюдений требует от наземного пользователя наличия у него специального радиоприемника, а от КА - наличия у него на борту передатчика радиосигналов, т.е. наземный пользователь является пассивным и независимым в смысле возможности изменения своего местоположения на поверхности Земли наблюдателем.

Сущность наблюдений на основе эффекта Допплера состоит в следующем. Бортовой передатчик навигационного искусственного спутника Земли (космического аппарата) излучает радиосигнал УКВ-диапазона (закономерности распространения и свойства дециметровых радиоволн таковы, что этот диапазон наиболее удобен для работы СНС). Специальный приемник, находящийся на пункте наблюдений, принимает этот сигнал, и частота принятого сигнала сравнивается с частотой сигнала эталонного генератора приемника, равной частоте бортового передатчика КА. Так, как последний находится в движении, между частотой его передатчика и принимаемой приемником частотой в соответствии с эффектом Допплера образуется разность ( частота). Без вывода приведем формулу:

;

где - радиальная скорость перемещения КА;

- длина волны передатчика;

- частоты соответственно приемника и

бортового передатчика.

Пусть - расстояние, которое спутник проходит за время c относительной скоростью (см. рис. 3):

 

- точка установки приемника;

- нормальное (траверзное)

расстояние до КА;

- расстояние до КА через период .

 

Рис. 3

 

Из приведенной схемы следует, что ; радиальная топоцентрическая скорость при этом равна

;

 

тогда .

 

Эту формулу приведем к виду:

 

.

 

Если за промежуток времени , причем , получить несколько значений (как минимум два), то, полагая неизвестными и , можно решить систему нелинейных уравнений.

Пусть имеем вспомогательную систему координат (рис.4), в которой

 

Уравнение в этой системе координат есть прямая, тогда:

 

 

точки наблюдений:

получение - со спутника,

а - с приемника.

 

 
 


 

Рис. 4

 

Отсюда следует, что ;

тогда имеем:

; ;

; .

 

Таким образом, используя измерения на основе применения эффекта Допплера можно определять топоцентрический радиус-вектор КА в процессе движения последнего по орбите.

Отметим, что приведенные рассуждения являются лишь иллюстрацией принципа определения параметров движения ИСЗ; реально используемые в спутниковой геодезии алгоритмы гораздо сложнее и являются предметом отдельных исследований в области радиофизики.

На основании приведенных схем, однако, можно сделать важные выводы, необходимые для разработки и использования методик работы со спутниковой геодезической аппаратурой.

Во-первых, очевидно, что системы поддержания единых эталонов времени на космических аппаратах и в принимающей аппаратуре играют решающую роль при спутниковых определениях.

Во-вторых, для повышения точности получения величин и (а, следовательно, и координат наблюдателя) необходимо увеличивать количество интервалов за время уверенного приема спутникового радиосигнала, увеличивать периоды наблюдений, а также использовать возможно большее количество КА, с тем чтобы в заданный промежуток времени получать большее количество интервалов.

В-третьих, комбинирование допплеровских измерений с фазовыми и получение дополнительной информации о параметрах движения КА также положительно будет сказываться на результатах спутниковых определений.

Все эти соображения учитываются на практике как при конструировании приемников, так и при разработке методик применения конкретного вида аппаратуры.

 







Дата добавления: 2015-10-12; просмотров: 410. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2020 год . (0.005 сек.) русская версия | украинская версия