Файл: Разумов, О. С. Пространственная геодезическая векторная сеть.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.10.2024
Просмотров: 61
Скачиваний: 0
Рассмотрим вопрос о точности определения длины хорды под влиянием ошибок измеренных величин D и Я.
Дифференцируя уравнение (2.140) с учетом (2.141) и глав ного члена уравнении (2.147—148), получим после некоторых пре образований
dL = Т ' DuAo
2 (R + До)
\D.о — D,0cos (фі -Ь Ф2) 4“ |
о |
|
||
sin ( < p i + ф о ) |
|
|
||
j dD10 + -j- |
°20 — D10 COS(фі + Фе) + |
|||
sin cp! |
||||
Sin ( ф і + ф о ) |
^10^20 |
sin (фі |
— 1dDiü + |
|
sin Cp2 |
2 (R + До) |
sin cp., |
||
Sin ( ф і . + ф о ) |
dHl + Blü.. sin (tpt + |
Фа) |
||
sin Cp! |
L |
sin ф о |
|
|
|
|
|
1 |
( D j o D o p S i n |
( ф і |
+ |
|
Dio |
I |
Dso \ |
|
|||
|
|
|
|
L { |
2 (« + |
//„)* |
|
Sin Cp! |
|
sinCp2 J |
|
||||
|
|
|
|
- sin (Фі + |
cp,) I |
Dso |
I |
D10 |
|
dH0. |
(2.149) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin Cp! |
sin cp., |
J \ |
|
|||
|
На основании последней формулы молено получить выралсение |
||||||||||||||
для ■ |
средней |
квадратической |
|
|
|
|
|
||||||||
ошибки искомой. длины хорды. |
|
|
|
|
|
||||||||||
Этой же формулой (2.149) мож |
|
|
|
|
|
||||||||||
но |
воспользоваться |
для |
|
приве |
|
|
|
|
|
||||||
дения длины найденной хорды к |
|
|
|
|
|
||||||||||
фиксированным |
точкам |
|
земной |
|
|
|
|
|
|||||||
поверхности, учитывая высоты Я |
|
|
|
|
|
||||||||||
приемных |
|
антенн |
наземных |
|
|
|
|
|
|||||||
станций. |
|
|
|
|
|
|
что |
|
|
|
|
|
|||
|
Принимая во внимание, |
|
|
|
|
|
|||||||||
условия измерений, |
близкие |
к |
|
|
|
|
|
||||||||
действительным, |
предполагают |
|
|
|
|
|
|||||||||
использование симметричной |
или |
|
|
|
|
|
|||||||||
примерно |
|
симметричной |
|
схемы |
|
|
|
|
|
||||||
измерений |
относительно |
|
норма |
|
|
|
|
|
|||||||
ли точки С (см. рис. 45), поло |
|
|
|
|
|
||||||||||
жим для |
|
простоты, |
что |
фі = ср,= |
|
|
|
|
|
||||||
= Ф |
и |
2Д э~ Д |
Тогда уравнение |
Рис. |
45. |
|
Схема определения длины |
||||||||
(2.149) |
примет |
вид |
|
|
|
|
|
хорды |
|
|
|
||||
|
dL = |
I sin2 ф -j- cos ф |
Г Л,ср |
|
|
Дс р |
|
|
j (dDl0 -j- dO20) -f- |
||||||
|
|
Dср |
|
2 (R + |
H0) |
|
|||||||||
|
|
+ |
cos ф dH2-L cos <pdH2 — |
2 |
|
D.с р |
соэф^Яц. |
(2.150) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(R + До)2 |
|
|||
|
Заменив в этом уравнении sin ф и соэф их функциями |
(2.147), |
|||||||||||||
опустим |
малые |
члены, |
существенно |
не |
влияющие на |
точность |
117
вычисления средней квадратической ошибки, и положим, что на пределе прямой видимости
2 (R + я о)
Тогда |
|
|
|
|
|
|
dL = dD10+ dD20 + |
(^ D^ o)- (dH, + dH2) - |
-j— щ - dH0 |
||||
и |
|
|
|
|
|
|
|
D2 |
|
|
4°cp |
|
|
mi = m(DrhD2) |
cp |
К / , + |
m%t) + |
пн. |
||
(* + н 0у |
(R + w„)* |
|||||
|
|
|
|
(2.151)
(2.152)
Высоты Hi и #2 земной поверхности почти всегда могут быть найдены с высокой точностью, и их ошибки, как видно из (2.152), не окажут большого влияния на точность определения длины хор ды. Что же касается высоты На задающей станции, то ошибка в ее определении оказывает вдвое большее влияние на точность
окончательного результата |
и потому |
она |
должна определяться, |
по возможности, точнее и |
особенно |
при |
измерении длин хорд |
большой протяженности; особо это следует учитывать при приме нении ИСЗ.
На |
основании |
(2.149) и (2.152) можно сделать заключение и |
о том, |
что при |
определении сравнительно коротких расстояний |
в качестве радиуса сферы можно использовать средний радиус R кривизны эллипсоида под широтой точки С и высоты точек над поверхностью сферы принимать равными их высотам над поверх ностью эллипсоида. Если же измеряемые расстояния значительны, то нормальное сечение целесообразно привести к центральному, а высоты точек над поверхностью эллипсоида привести к высотам над поверхностью сферы радиуса R, проведенной из центра ре ференц-эллипсоида.
С этой целью воспользуемся формулой, предложенной А. А. Изотовым [24], для определения величины радиуса-вектора пространственной точки. Тогда
|
H\ = N( 1— е2 sin2 В) |
N2 е2sin2 В cos2 В |
~Ь Hi — R, |
(2.153) |
|
|
2(W+ Hi) |
|
|
где |
Hi — высота точки над |
поверхностью референц-эллипсоида. |
||
Применив биноминальные ряды для преобразования выраже |
||||
ния |
(2.153), получим приближенную формулу |
для вычисления |
||
высот Н'і. |
|
|
|
|
|
Н'і = Hi 4- (ае - R ) + -~ аее2sin2 В — |
|
||
|
-----—а2е4 sin2 В (sin2 В — 4 cos2 В), |
(2.154) |
||
|
8 |
|
|
|
118
обеспечивающую точность вычислений до 10 см (опущены члены порядка е6). Геодезическую широту точки здесь также достаточно
знать приближенно |
(с точностью до |
|
|
|||||
5-10"). |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вместе с тем нужно заметить, что |
|
|
||||||
при переходе от нормального сечения |
|
|
||||||
к центральному, и в том случае, ког |
|
|
||||||
да хорда не находится в плоскости |
|
|
||||||
меридиана, |
при определении высоты |
|
|
|||||
Но задающей станции может возник |
|
|
||||||
нуть погрешность из-за расхождения |
|
|
||||||
плоскостей |
центрального |
и нормаль |
|
|
||||
ного |
сечения. Эту |
погрешность |
(на |
|
|
|||
рис. 46 дано положение хорды L2 в |
|
|
||||||
плоскости |
первого |
вертикала) |
при |
|
|
|||
ближенно |
можно оценить |
формулой |
|
|
||||
АЯп |
|
(Во-Ф0) 1 |
sin А |
Рис. 46. Расхождение |
между |
|||
2 1sin2 |
|
|
|
нормальным |
п центральным |
|||
|
|
|
|
|
|
сечениями |
|
|
|
|
|
|
(2.155) |
|
|
||
где |
^ _ D io D-io Sin (ф! + фо) |
высота |
треугольника |
1С02, |
А — |
|||
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
азимут хорды.
Как показывает расчет, эта погрешность мала по сравнению с ошибками, которые допускаются сейчас при определении высо ты полета (1—2 м), и потому она заметно не скажется на точ ности определения длины хорды. Например, при D|o= D20 = 400 км,
Но=12,5 км, sin(срі + фг) =0,06, /4=90° и (В—Ф)0:2 = 35О", АН0 —
=0,1 м.
Взаключение заметим, что длина хорды, как правило, опре деляется многократно (в соответствии с заданной точностью окон чательного результата), а наиболее надежное значение этой длины
определяется по формуле общей арифметической средины.
Г л а в а 5
СОВМЕСТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ
ИНАПРАВЛЕНИЯ ХОРДЫ
§14. КОМБИНИРОВАННЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ НА СТАНЦИЯХ
Для совместного определения длины и направления вектора, соединяющего наблюдательные станции, необходимо и достаточно в некоторый момент Ѳ, звездного гринвичского времени одновре менно измерить на обеих станциях топоцентрические экватори
119
альные координаты а, б, г ИСЗ._Тогда, в соответствии с рис. 13, искомый геодезический вектор L будет определен по разности двух астрономических топоцентрнческих векторов г
— — |
(2.156) |
При этом дальность г до спутника может определяться лазер ным методом,, а угловые координаты а и 6, — одним из методов фотографической астрометрии.
Вообще говоря, на станциях можно выполнить комбинирован ные наблюдения по одной из программ, помещенных в табл. 6.
|
|
|
|
|
|
Таблица |
6 |
|
Возможные варианты состава синхронных наблюдений на станциях |
|
|||||||
П р о г р а м м ы |
|
1 |
о |
|
3 |
4 |
5 |
|
Измеряемые |
f l i , |
a 2i |
в і , |
а 2і |
СГл , |
« 1 , 4 2 |
|
|
величины |
' і . |
г 2 |
Гі |
Г \ , Гл |
|
Г і , |
Г2 |
|
|
|
|
COS б |
cos t \ |
|
|
|
|
|
|
|
(cos б |
sint |
]; |
t = a — Bh |
(2.157) |
|
|
|
|
sin 6 |
у |
|
|
|
Наблюдения, выполненные по программе Г, соответствуют только что рассмотренному сочетанию наблюдений и позволяют определять длину и направление хорды из одной серии измере ний; при осуществлении программ 2 и 3 для решения той же задачи требуются многократные наблюдения (см. рис. 27 и 28). Программа 4 позволяет определить только направление хорды (она рассмотрена на стр. 79), а программа 5, если она не отно сится к методу пересечений, где требуется дополнительное изме рение высоты ИСЗ, не дает информации ни о длине, ни о направ лении хорды.
Рассмотрим распределение погрешностей при определении длины и направления хорды по программе 1.
Дифференцируя (2.157), найдем
cos б cos t |
— г sin б cos t |
— r cos б sin А / d r \ |
/ dr \ |
|||
(cos б sin^ |
— r sin б sin г1 |
г cos б cos АI dö |
= C| |
d8 |
j. |
|
sin б |
r cos б |
0 |
) \ d t J |
\ |
dt |
J |
(2.158)
120