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

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

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

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 (ВФ)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

= C|

d8

j.

sin б

r cos б

0

) \ d t J

\

dt

J

(2.158)

120