Файл: Каменский, А. М. Теория астрономической коррекции.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 71

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

(г) = 1;2;3) по отношению к основным кругам на вспомогатель­ ной небесной сфере в дальнейшем будем называть методами ориентации плоскостей пеленгации.

В соответствии с принятыми основными способами ориента­ ции системы координат с ортами будем иметь:

горизонтальный метод ориентации плоскостей пеленгации;

экваториальный метод ориентации плоскостей пелен­

гации;

— метод ориентации, когда плоскости пеленгации связаны

снаправлениями на два пеленгуемых небесных светила;

метод ориентации, когда плоскости пеленгации ориенти­ рованы в системе отсчета, связанной с корпусом летательного аппарата.

Рассмотрим более подробно горизонтальный метод ориента­ ции плоскостей пеленгации. При этом условимся, что система

координат сортами fir, (г| = 1;2;3) ориентирована в простран­ ство так, чтобы ось с ортом пз была всегда направлена вдоль направления вертикали в сторону зенита, ось с ортом fi\ лежала

в плоскости географического меридиана

наблюдателя

и

была

направлена

в сторону южного полюса, а

ось с ортом

гё2

была

направлена

на восток.

Угловое положение системы координат

с ортами S v(v= 1; 2; 3),

связанной с направлением на пеленгуе­

мое небесное светило, относительно системы координат с ортами

п,ц (ti = 1;2;3) определим

с помощью

направляющих

косинусов

^ =

(v, il = l;

2; 3).

(1. 2)

Выражения для этих направляющих косинусов могут быть записаны через углы ориентирования линии визирования или плоскостей пеленгации на светило.

Углы наведения линии визирования могут быть различными

взависимости от способа подвеса астрономического пеленгатора

вбазовой системе отсчета.

Введем названия способов подвеса при горизонтальном ме­ тоде ориентации плоскостей ориентации в соответствии с распо­ ложением оси внешней рамки подвеса астрономического пелен­

гатора.

оси

При ориентировании оси внешней рамки подвеса вдоль

с ортом пз, т. е. по направлению линии отвеса (вертикали),

спо­

соб подвеса астрономического пеленгатора будем называть вер­ тикальным *. При ориентировании оси внешней рамки подвеса вдоль оси с ортом п2 (либо h\), т. е. по направлению, лежащему в плоскости истинного горизонта, способ подвеса астрономиче­ ского пеленгатора будем называть горизонтальным **.

Вертикальный способ подвеса астрономического пеленгатора имеет наиболее широкое применение в астрономических навига­

*Этот способ подвеса часто называют высотно-азимутальным.

**Могут быть и другие способы подвеса.

20


ционных приборах. Он используется в перископических секстан­ тах, горизонтальных астрономических компасах и ориентаторах. Такой способ подвеса позволяет непосредственно измерять вы­ соту небесного светила, а также его курсовой угол или азимут. Применение двух пеленгаторов позволяет, например, также определить разности высот и азимутов двух пеленгуемых светил.

Горизонтальный способ подвеса пеленгатора применяют в астрономических ориентаторах, когда доступна для обзора только околозенитная часть вспомогательной небесной сферы, так как в этом случае вертикальный способ подвеса в районе зенита имеет ограничения по скорости изменения угла.

В качестве примера здесь и далее будет

рассмотрен

только

вертикальный способ подвеса астрономического пеленгатора.

Для получения направляющих косинусов

<7,4 (v, т) =

1; 2; 3),

определяющих при вертикальном способе подвеса угловое поло­

жение системы координат с ортами 5„ связанной с направле­ нием на пеленгуемое светило, относительна ориентированной

горизонтально системы координат с ортами п.п введем матрицу поворота QB.

Система координате ортами 5»

при этом ориентирована так.

(см. рис. 3), чтобы ось с ортом 5i

была направлена

в сторону

пеленгуемого светила, ось с ортом

S2 — в сторону

отрицатель­

ного направления вектора угловой скорости изменения угла ВпУ

а ось с ортом S 3 лежала бы в плоскости, содержащей орты

£1

и гёз, и направлена по правилу правой системы координат.

 

Имея в виду,

что угол Вп соответствует высоте

светила

А,

т. е.

 

 

Bn = h,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а угол Ап может быть выражен через навигационный

азимут

светила А, т. е.

 

Ап = т ° —А,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

то матрица QB направляющих косинусов q \ может

быть

запи­

сана в виде

 

 

 

 

 

 

qh

<712

в

— cos A cos А

cos A sin A

sin A

 

 

<7i3

 

 

в

<722

<723

= — sin А

— cos A

0

 

 

Q* = <?21

 

 

В

<7з2

В

sin A cos A

— sin A sin A

cos A

 

 

<7з1

<7зз

 

 

Эти направляющие косинусы при пеленгации первого и вто­ рого небесных светил будут отличаться только индексами 1 или 2 в соответствии с порядковым номером пеленгуемого све­ тила — первого или второго. Эти индексы в дальнейшем будем присваивать высотам, азимутам светил и направляющим коси­ нусам.

21


1.3.Взаимосвязь методов ориентации плоскостей пеленгации

испособов подвеса астрономического пеленгатора

Оси максимальной чувствительности, соответствующие всем возможным плоскостям пеленгации (пучку плоскостей, прохо­ дящих через направление на пеленгуемое светило), лежат в одной плоскости максимальной чувствительности F, перпендику­ лярной к направлению на пеленгуемое светило. На вспомога­ тельной небесной сфере концы осей максимальной чувствитель­ ности располагаются на большом круге, полюсом которого

является пеленгуемое све­ тило S. Следовательно, по-

 

 

гации

Р

и

Q (оставляя

их

 

 

перпендикулярными

друг

к

 

 

другу)

вокруг

направления

 

 

на светило,

можно

«фикси­

 

 

ровать» оси

 

максимальной

 

 

чувствительности этих

плос­

 

 

костей

в

определенных

по­

 

 

ложениях.

 

 

 

 

 

по­

 

 

Эти

фиксированные

 

 

ложения

плоскостей

 

пелен­

 

 

гации

для

различных

мето­

 

 

дов их ориентации могут не

Рис. 7. Взаимное угловое положение

совпадать

 

с

положениями

систем

координат с ортами K it S pv,

плоскостей

пеленгации,

оп­

SP (j,

v = 1; 2; 3) и единичного вектора р

ределяемых выбранным спо­

 

 

собом подвеса

астрономиче­

 

 

ского

пеленгатора.

Поэтому

взаимосвязь методов ориентации плоскостей пеленгации и спо­ собов подвеса астрономического пеленгатора может быть опре­ делена взаимным угловым положением в плоскости максималь­ ной чувствительности, перпендикулярной к направлению на пеленгуемое светило, осей максимальной чувствительности плоскостей пеленгации для заданного метода их ориентации и ори­ ентации плоскостей пеленгации для выбранного способа подвеса астрономического пеленгатора. Для общности примем, что при пеленгации светил при различных методах ориентации плоско­

стей пеленгации с различными способами подвеса астрономиче­ ского пеленгатора имеет место взаимный поворот на угол |3 си­ стем координат с ортами S-, (v = l; 2; 3) вокруг направления на пеленгуемое светило, характеризуемый матрицей Q13.

Найдем вначале в общей постановке элементы матрицы Qp.

Для этого, наряду с системой координат с ортами

(v =

= 1; 2; 3), связанной с направлением на пеленгуемое светило S,

22


введем

произвольное направление из центра

небесной

сферы,

определяемое единичным вектором р.

 

 

 

 

 

Угловое положение ортов

5, (v = 1; 2; 3)

и

единичного век­

тора р

будем

определять

в

системе

координат

с

ортами

Ki (г= 1; 2; 3),

начало которой

совместим

с

центром

вращения

астрономического пеленгатора и с центром вспомогательной

небесной сферы

(рис. 7). Оси этой системы координат в

даль­

нейшем будем

ориентировать

по направлениям измерительных

осей основных

определяемых

навигационно-пилотажных

пара­

метров.

 

 

 

 

 

В этом случае матрица

k

k

к

 

 

 

 

 

 

Яи

Я12

Я13

 

 

Q

k

k

k

(1.4)

 

Я21

Я22

Я23

 

 

к

k

к

 

 

 

<7з1 ЯЬ2

<7зз

 

направляющих косинусов

 

 

 

 

 

q*i= S4Ki

(v, i = 1; 2; 3)

 

определяет угловое положение системы_координат с ортами S * относительно системы отсчета с ортами Кг.

Угловое положение единичного вектора р будем задавать направляющими косинусами

 

 

Pi=~pK,

(1= 1;

2;

3).

 

 

 

 

Введем

дополнительную

систему

координат

с

ортами

S f

(v = l; 2; 3). Ориентируем ее

так, чтобы орт Sf совпадал

с

на­

правлением

орта S u

орт лежал

в

плоскости,

содержащей

орт Sx и единичный

вектор р, а орт

 

образовывал

с

ортами

S? и правую систему координат (см. рис. 7).

Угловое поло­

жение дополнительной системы координат относительно системы отсчета с ортами K t определяется матрицей

<7и

q ?2

q

Q ” = qn

q n

totsCO

qii

q 32

<?33

косинусов

 

 

(v, i = l; 5

Эти направляющие косинусы могут быть найдены через направ­ ляющие косинусы qlt, используя матрицу поворота Qp, по фор­ муле Qp = Q$Qh.

23-