Файл: Разумов, О. С. Пространственная геодезическая векторная сеть.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.10.2024

Просмотров: 62

Скачиваний: 0

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

дй

■= V .SÖ

-CO S x \ < Z—"О четн

(1.142)

öSim

 

-Sin % / ( ! —ш )нечетп

РЧ

Суммирование по p ведется от 0 до /, а по q от —оо до + °о (практически от —4 до +4),

%= [(/ — 2р) а + (1 — 2р + q) М + т (Q— Ѳ)],

б (а, е, і ...) — медленно ■меняющиеся функции средних элементов, которые можно считать неизменными в течение нескольких недель

[71, с. 93]

^

а3

е

 

'ZFlmpGlpq (1

2р -р q)

 

 

 

 

q) п +

т (Й — 0)]

 

\ а

п [(/ — 2р) со + (Z — 2р +

 

 

 

бе =

Шф ( ае

X

 

 

 

 

 

 

 

а3

V а

 

 

 

X

F im p G i p q V 1-

е2

[/1 -

е3 (/ - 2р + ?) -

(Z- 2р)]

 

пе [(Z — 2р) со -}- (Z — 2р -\- q) п + т (й — Ѳ)]

 

 

X

[ / 1

е- е - і Flmp Glpq

ctg i (1 — ea)‘^ F,mp G,pq\

 

n [(Z — 2p) (о + (I — 2p +

q) n +

m (Й — 0)]

 

 

 

 

 

ш

= FUß ( — У ж

 

 

 

 

 

 

 

a3

\ а

 

 

 

X

- О - «

2) e- 1 G'lpq+ 2 ( l + l ) G lpq

(1.143)

 

 

 

 

 

 

 

n [(/ — 2p) со +

(Z — 2p -|- q) n -f- m (Й — è)]

 

 

 

 

 

 

3G;w (Z -

2p +

p)

 

 

[ ( Z - 2 p ) c o + ( / - 2 p + 9 ) n + m ( Q - è ) ]

« - Ф № х

Fim P Glpq [(Z — 2p) cos £ — m]

X

n V 1 — e2 sin t [(Z — 2p) со -j- (Z — 2p -j- q) n -(- m (Й — 0)

 

tQ = E M ( h . ) ‘ X

 

а3

V"

X

^Im p Glpq

 

(Z — 2p -j- q) n + m (Й — 0)]

n-yFI e2 sin Z[(Z — 2p) со +

dFtimp

 

dGi РЧ

где F \mp = di

Glpq de

50


Для определения элементов якобиана необходимо вычис­ лить частные производные элементы орбиты по расчетным физи­ ческим параметрам. С этой целью следует обратиться к функцио­ нальным зависимостям между изменениями элементов орбиты и воздействиями возмущающих сил. Основная трудность при ре­ шении этой задачи возникает при оценке значения плотности атмосферы, которая изменяется с течением времени в довольно широких пределах. Вместе с тем можно иметь в виду, что гео­ дезические спутники обычно движутся на таких высотах, где со­ противлением атмосферы на небольшом отрезке времени можно пренебречь. Что же касается учета давления солнечной радиации, то он необходим лишь для легких спутников, а влияние Луны и Солнца на движение ИСЗ может быть учтено с любой задан­ ной точностью.

О. И. Ануфриев и Н. Г. Гусаков в [1] показали, что ошибки прогнозирования положения ИСЗ под влиянием ошибок опреде­ ления параметров начальной орбиты изменяются гармонически, с возрастающей амплитудой.

Так, для орбиты с параметрами а = 7500 км, і = 60°, е= 0,01 и ошибками исходного вектора положения г и вектора скорости ѵ

соответственно

равными mx= my= mz= ± 5 м

и тѵх= тѵѵ= т ш—

= ±0,01 м/сек,

погрешность положения ИСЗ

ів пределах первого

витка может достигнуть 300 м, а второго 600 м.

 

Вэтой связи при реализации метода короткой дуги интервал экстраполяции стараются по возможности уменьшить.

Взаключение заметим, что в методе коротких дуг ошибка прогнозируемых координат ИСЗ пока является определяющим сла­ гаемым в общей погрешности положения точки. Ошибки самой

привязки при современной точности непосредственных измерений составляют малую долю итоговой ошибки. Поэтому нужно при­ знать, что возможности метода коротких дуг для высокоточного определения положения пунктов пока ограничены.

Опыт практического применения этого метода показал, что из обработки 50—100 дуг средняя точность определения коорди­ нат пункта достигает 25—50 м.

Еще один своеобразный источник ошибок, действие которого одновременно сказывается как на оценке положения спутника, так и на точности результатов измерений, связан с регистрацией моментов наблюдений на станция^.

В первом приближении ошибка наблюденной позиции спутника

из-за отнесения ее к другому моменту времени равна

 

т.Г{ = г-п-те,

(1Л44>

где т е — ошибка регистрации момента наблюдений.

Строгое решение этой задачи, связанное с нахождением про­ изводных координат ИСЗ по времени, выполняется следующим образом.

51


Согласно рис. 4, положение спутника в системе координат, связанной с вращающейся Землей, определяется формулами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/'cos бcos і \

I Х с\

 

 

 

 

 

 

 

 

Г =

 

 

= г | cos бsin /

I =

 

 

 

 

(1.145)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin б

 

 

 

 

 

 

 

 

где t = a—Ѳ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дифференцируя (1.145) по времени, находим

 

 

 

dXc

дгх .

дгх

 

дг

 

дЕ

дМ

дТ .

дгх

 

85

 

аа

 

dQ ~ ~д0~ + ~дГ ' H F ' дМ ' дТ ' ~дѲ

П Г ' 8?

дЕ X

 

 

дЕ

дМ

_8Г

, дгх

 

да

 

д'Л

 

дЕ

 

дМ

дт

 

 

 

дТ

 

 

 

 

 

 

дМ

дТ

дѲ

 

 

да

 

 

аа

 

дЕ

 

дМ

 

 

дТ

аѳ

 

 

dYс

 

д гУ

,

д г У

 

дг

 

дЕ

дМ

дТ

дг.

as

 

 

 

dQ

~

аѳ

+

дг

 

'

Ш '

~дт

"аѳ

"as" ’

~ W

x

(1.146)

 

аа

 

дЕ

дМ

 

дТ

 

 

дгѵ

да

 

аа

 

дЕ

 

дМ

дт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X дЕ

 

~дТ

 

W ~

 

да

'

аа

дЕ

 

дМ

 

W '

"аѳ

 

 

 

 

dZc

_

цдг

 

дг

 

дЕ

дМ

 

дТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

аѳ

~

дг"

 

дЕ

 

дМ

'

дТ

аѳ

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дгг

 

as

 

 

аа

 

дЕ

 

дм

 

дт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

as

 

аа

 

 

дЕ

'

дМ

'

дТ

 

аѳ

 

 

 

 

 

 

В свою очередь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дгх

-

cos б cos t;

 

 

дгУ

 

 

с

,

 

дг,

sin 6

 

 

- ä —

 

 

-д—=

cos бsin

 

 

dr

=

 

 

дг

 

 

 

 

 

dr

 

 

 

 

 

 

 

dr.

 

 

 

ar.

— r sin б cos/;

 

дгу

 

=

— r sin 6 sin /;

 

 

 

 

 

as

-

 

as

 

 

 

- a * -

=

Г COS 6

 

 

a^r

 

 

 

 

 

 

 

dr.

 

 

 

 

 

as

 

 

(1.147)

 

 

 

—— r cos бsin Z;

 

 

r cos 6cos t

 

 

 

 

 

 

 

 

aa

 

 

 

 

 

aa

_

cos г

 

 

as

 

 

cos « sin t

 

dr

= ae sin E

 

 

аа

 

cos2s

 

 

aa

 

 

 

cos 6

 

 

dE

 

 

 

 

 

аа _

sin а

 

dE

 

 

 

 

1

 

 

дМ

~

 

.

дТ_ =

1

"ЙГ—

sin E

 

dM

 

 

1 — e cos E

 

дт

 

аѳ

 

 

 

Подставляя

эти

уравнения

 

(1.146),

 

получим

после не-

больших преобразований

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dXc

 

 

 

 

 

 

 

 

е sin Е cos2S cos t

 

 

 

 

 

 

 

 

dQ

 

=

ГУ +

 

cos 6

 

 

1 - e cos E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos и sin а sin i sin 8cos t

 

sin Я cos i sin t

 

(1.148)

 

 

 

 

 

 

 

 

sin E

 

 

 

 

 

sin E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dYc

=

~

 

r x

+

an

e sin E cos2Ssin t

 

 

 

 

 

 

 

аѳ

 

cos s

 

1 — e cos E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

■*

 

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos и sin а sin i sin 6 sin t

 

sin Я cos i cos t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin E

 

 

 

 

 

sin E

 

 

 

 

 

 

 

 

d lc

= an

e sin E sin 8

 

cos и sin а sin l

 

 

 

 

 

 

 

dQ

 

1 — e cos E

+

 

sin E

 

 

 

52


Введем обозначения

dXgdQ -- rx + Sx;

dVc

-----r x + 5,

^ S - = S Z. (1.149)

dQ

 

 

Уравнения

(1.148) после перехода

к конечным приращениям

решают поставленную задачу.

топоцентрических

координат

Для

отыскания

производных

ИСЗ по времени воспользуемся соотношениями (1.67),

и будем

полагать положение наблюдательной станции твердым.

Представляя в

(1.67)

уравнения

(1.148),

находим,

с учетом

того, что і' = а'—Ѳи dt'—da'dQ,

 

 

 

 

 

— Cr>= [гу cos t' rx sin t') cos 6' + (cos 6' cos t' Sx -+-

 

 

+

cos 6' sin t' Sy +

sin 6' 5Ä)] =

h,

(1.150)

db'

Cö,

1

 

 

 

 

(— sin 6' cos t' Sx

-^g- = —p— = — [— (rycos t' rx sin t') sin 8' +

 

 

— sin 6' sin t' Sy -f- cos 6' 5г)] =

/,

 

 

 

da'

Ca,

j

rx cos t' + fy

sin t' .

 

 

 

dQ

r' cos 6'

L

.

r’ cos 6'

 

 

 

 

+

, 1 ■(— sin t'Sx -f COS t' Sy)] = g.

 

 

 

r

cos 6

 

 

 

 

 

Равенства (1.150) показывают, что при обработке наблюдений орбитальным методом, когда сравнивают вычисленные и наблю­ денные топоцентрические координаты спутника, невязки в урав­ нениях поправок могут возникнуть и за счет неточности регистра­ ции моментов наблюдений. И чтобы строго уравновесить резуль­ таты измерений, следует обращаться к методике уравнивания за­ висимых величин, так как корреляционная матрица непосредст­ венных измерений с учетом (1.150) потеряет диагональный вид.

В самом деле,, если на основе (1.150) найти соответствующие сдвиги поверхностей положения, определяемые измеренными вели­ чинами а', 8' и г', то

dr'\

,

Сг'

dB,

 

r’d&'

|=

Q '

 

r' cos 6' da' J

 

W

 

 

и отвечающая, или корреляционная, матрица, будет равна

 

/с р

СѴ'СѴ С г-С *.'

(1.151)

М Сѳ = т ѳ [ с г.С &>

 

Cg-

От Q '

\СГ’СЛ'

Cß'Ca'

г 2.

 

Найденные аналитические выражения для производных топоцентрических координат ИСЗ по времени необходимы не только

53