Файл: Разумов, О. С. Пространственная геодезическая векторная сеть.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.10.2024
Просмотров: 60
Скачиваний: 0
|
dB |
аз |
|
дг |
дЕ . |
as |
' |
aa' |
ая |
= |
а |
(cos и cos £2 — |
||
|
дМ |
дг |
|
дЕ |
dM |
aa |
дЕ |
dM |
|
|
|
|
||
|
|
— sin « cos i sin Q) ■ |
e sin E |
— |
(sin « cos £2 -f- |
|
||||||||
|
|
|
|
, |
|
1— e cos E |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
sin a |
|
|
|
(1.118) |
||
|
|
|
|
+ |
cos « cos i sin £2) — |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
du |
|
|
|
|
sin E |
|
|
|
|
||
as |
as |
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
dco |
— |
---- = — a (1 — e cos E) (sin « cos £2 + cos « cos i sin £2), |
||||||||||||
du |
|
dco |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1.119) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
as |
= |
— a(l — e cos E) (cos « sin £2 + sin « cos i cos £2), |
(1.120) |
||||||||||
|
dQ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ан = |
(1 — e cos E) (cos « sin £2 -f sin «cost cos £2), |
(1.121) |
|||||||||||
|
da |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ан |
. _ан_ |
_dr_ dE_ |
, _ан^ |
_аг_ |
_ан |
_аэ_ |
_ая_ |
_сш |
_аэ_ |
|||||
de |
dr |
dE |
de |
dr5 |
de" |
+ |
da ' |
dE |
' |
de |
+ аа ' |
de |
||
= a (cos « sin £2 + |
sin u cos i cos £2) ^ ■ e sin2E |
|
■cos E) + |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1— e cos E |
|
|
|||
-f (1 — ecos E) (— sin «sin £2 + |
cos « cos i cos £2) |
|
sin a |
|
sin a |
|||||||||
1 — e cos E ' + |
1 — e2 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( 1.122) |
|
|
|
|
= — a (1 — e cos E) sin « sin i cos £2. |
|
(1.123) |
||||||||
|
|
|
|
di |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ан |
ан |
dr |
dE_■г+ _ан_ |
_aa_ |
ая |
= a [(cos « sin £2 -f- |
|||||||
|
dM |
dr |
|
‘ dE |
dM' + |
aa |
’ |
dE |
' dM |
|
|
|
|
|
|
+ |
sin и cos i cos £2) |
e sin E |
4- (— sin «sin £2 + |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
1 — e cos E
---- = dco
ан dQ
sin £2 |
(1.124) |
|
cos « cos I cos £2) — |
||
sin E |
|
|
a(l — ecos£)(— sin «sin £2 |
+ cos « cos i cos £2), |
(1.125) |
-a (1— e cosE)(cos«cos£2 |
— sin« cosi sin£2), |
(1.126) |
|
|
|
— |
= |
(1 — e cosE)sin «sin i, |
|
|
(1.127) |
||
|
|
|
da |
|
|
|
|
|
|
|
az _ |
dz |
dr |
dE , |
dZ |
dr |
az |
aa |
dE |
az |
aa |
de |
dr |
dE |
de |
dr |
de |
aa |
dE |
de |
aa |
ae |
• = a (sin и sin t I —esin |
E ------- |
cos я ) |
) |
4- (1 — e cos E) X |
|||
\ |
V 1 — ecos£ |
|
v |
|
' |
||
|
z . г |
|
sin a |
. |
sin a |
) , |
(LI 28) |
|
X cos « sin t ( |
------------------------- 1 — ecos £ |
|
|
|||
|
\ |
|
1 — e2 J) |
|
44
|
dZ |
а (1 — ecos E) cos i sin u, |
|
|||||
---- = |
|
|||||||
|
di |
|
|
|
|
|
|
|
_dZ_ |
dZ_ |
|
dj_ |
dE_ |
, |
dZ_ _ö9_ |
|
dE |
dM ~ |
dr |
' |
dE ' |
dM |
+ |
öO- ’ dE ' |
dM ~ |
|
[ |
e sin E |
, |
. . . |
sin 9- |
|
■ |
||
|
|
Sin USin I -)--------- |
- |
COS USin I , |
||||
1 — e cos E |
|
|
sin £ |
|
|
(1.129)
( 1 . 1 3 0 )
dZ
---- = а (1 — e cos E) cos и sin i, da
® - = 0. dQ
( 1 . 1 3 1 )
( 1 . 1 3 2 )
Что касается тензора ошибок M \t параметров орбиты, то
в зависимости от методики определения элементов оскулирующего эллипса он может быть получен разными способами. Так, если параметры орбиты были представлены эмпирическими временными рядами (1.133), коэффициенты А, В, С, D которых определялись совместно'из уравнительных вычислений по способу наименьших квадратов, то
M5t = tfPiQP* > |
(l-133) |
где Q— матрица весовых коэффициентов |
неизвестных А, В, С |
и D, |
|
р.— ошибка единицы веса, Рі— матрица частных производных элементов орбиты по ко
эффициентам разложения
d (а , е, і, М, со, £2)
( 1 . 1 3 4 )
д(А , В, С, D)j
Водной из программ Смитсонианской обсерватории [39] вре менные ряды, аппроксимирующие элементы орбиты спутника, были представлены уравнениями
w = |
2 |
|
+ |
ß®. s*n [Яш, + |
-Вш. (t — f0)] |
|
|
к = о |
|
|
|
|
|
Q = |
2 Лйк(t - |
/0)к + |
BQasin [Во, + |
Bq2 (t - t0)] |
||
|
к=0 |
|
|
|
|
|
І = At, |
|
|
|
( 1 . 1 3 5 ) |
||
e = |
^ A |
eK( t - |
t0)K+ |
C£0 exp(C„ (t - |
||
*„)] |
||||||
|
k=0 |
|
|
|
|
|
= |
2 |
Amk(t — 'hf -)- Bm0sin [Вм, + Дм. (t — 10)] + |
||||
|
k=0 |
|
|
|
|
,DftI
+E>m„(Dm, — t)
45
Большая полуось орбиты а в этой программе определялась из непосредственных наблюдений среднего движения іі и вычис лялась по формуле
|
|
1 |
2~ ^20 |
т)Ѵ 1 — е2 |
( — 1 4- ~2 sin2«' |
, |
(1.136) |
||||||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Поэтому |
элементы |
матрицы |
Pt |
для |
этой |
программы |
равны |
||||||||
|
де |
д(й |
|
дМ |
|
- ^ - |
= (t— t0)K; |
— |
= |
1; |
|
||||
|
дА„ |
дА„ |
|
дА |
|
|
|
||||||||
|
|
м„ |
дА0„ |
к |
°' |
ді0 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
Як |
|
|
|
|
|
|
|
||
да |
= sin [ДЮі + 5(0, (* — *„)]; |
|
öco |
|
ß c o 0 COS (Дш, - f |
ßa2(* — ^o)]; |
|||||||||
дВшп |
|
dB,, |
|
||||||||||||
|
|
ÖCO |
(* — A>) ß üi0COS [ ß (0l + |
Дш. (* — г'о)]; |
|
|
|
||||||||
|
|
ößwo |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
dß |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
exp[CCl {t — /„)]; |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
dCeQ |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Öe = Ce0 it - |
t0) exp [Ce, {t - |
/„)]; |
|
= |
{DMl - |
0 °"a J |
||||||||
|
âCßx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M„ |
|
|
|
|
|
|
0Л4 |
DMoDMz(DMl- t f |
(dm2-') . |
|
|
|
|
|||||||
|
|
ÖDM, |
|
M |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
ÖDM . |
= D m0(DMt- |
t f AU-ln |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
öAf |
= |
ДЛі0cos (Дл/г + |
Дм, (г? — г'о)]; |
|
|
|
|||||||
|
|
dBM. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dM
dBM . — 10) В ы , c o s
dM
dBм0 — sin [Дѵfj -f- Дм. — a>)1;
(Дм, + Дм. (^— t 0) l ;
âQ |
= sin [Дй, + Дйг ( t — t0)]; |
dBc |
|
|
öfi |
= |
Дй0cos [Дй, + Дя2(гі— *„)]; |
||
dBn |
|
|
|
||
0Й |
= |
{ t — 10) BQt cos [Дй, + До, (^— ^o)]; |
|||
dB, |
|||||
|
|
|
|
||
|
da |
__ ö a |
______________ 2 a |
||
ö ^ ß x C x D Ja — ’ |
ân ~ 3 ' n ’ |
46
Блочная матрица Pt имеет квазидиагональную форму
да d(A,B,C,D)a
де
P t |
д (A,B,C,D)e |
|
|
|
ді |
|
д(А,В,С,Р)і |
|
дМ |
|
d(A,B,C,D)M |
öco
d(A,B,C,D)a
дй
д (A,B,C,D)q
Врассматриваемой программе уравнения (1.135) не включали
всебя параметр а, поэтому итоговый тензор ошибок (1.133) эле ментов орбиты должен быть окаймлен матрицей
Тензор ошибок (1.133) был составлен без учета погрешностей короткопериодических возмущений в движении спутника, и эти ошибки должны учитываться дополнительно, как ошибки функций соответствующих возмущающих сил.
Второй, более сложный способ вычисления тензора от
носится к случаю, когда по результатам наблюдений определяют для некоторой начальной эпохи средние кеплеровы элементы окончательной промежуточной орбиты спутника1.
Учитывая, что основные возмущения орбит геодезических спутников вызываются сжатием Земли и носят вековой характер, представим орбиту ИСЗ в виде эллипса с постоянными интегри рования ßo, е0, іо, и узлом и перигеем, прецессирующими под влиянием сжатия С20; остаточные возмущения в движении спутника выразим в виде колебаний, накладываемых на вековым образом перемещающийся эллипс.
1 Под средними элементами здесь понимаются элементы, не содержащие периодических возмущений.
47
Отвечающие такому случаю дифференциальные изменения ко ординат ИСЗ определяются формулой
rd 3 |
|
a(s, |
н, |
z) |
d(a, e, |
i, |
M, |
ю, |
Q) |
|
drc = l*dH |
] = |
|||||||||
d (a, e, i, |
M, |
со, Q) |
^(o'o' eo> |
<oi |
Mo, |
®0i |
£2o) X |
|||
dZ |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X d |
/ “: |
\ |
|
jjJW _g,- Q) d /C„„ \ + |
|
||
|
*■0 |
|
|
|
||||
|
|
M, |
+ |
2 ' |
d(C/m, S/т) |
'//n |
|
|
|
|
а / |
Im |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
+ |
Ѵ - ^ |
е- |
*■ |
Q) • |
d(fip. парам.) |
(1.137) |
|
|
|
|
а(др. парам.) |
|
|
|
|
|
или в сокращенной записи |
|
|
|
|
||||
|
drс = qt {Gdo -f Fcs d (C, S) + |
FKd (др. парам.)). |
(1.138) |
|||||
В |
соответствии |
с правилом (1.85) средний квадратический |
||||||
тензор ошибок положения спутника Mg будет равен |
|
|||||||
|
M l = |
qß M--GT q] + qtFcsMlsFT q] + |
qt FKMlFTKqTK, |
(1.139) |
||||
где |
, M=j, |
M\ — соответственно равны средним квадратическим |
тензорам ошибок элементов начальной промежуточной орбиты, коэффициентов разложения потенциала поля тяготения Земли и других расчетных физических параметров.
Составляющие элементы якобианов G и FCs, определяемые на
основе уравнений |
(1.27) — (1.28), |
даны |
в работах У. Каула |
||
[27], |
[71]. |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
О |
21fM0 a2e C20(3 sin2i — 2) |
|
д (а, е, і, М, |
|
|
||
|
со, Й) |
2 |
a |
8ti aP(1 — e2)34^2 |
|
^(#0і *о, Ль М0, со0, й0) |
21/уИфög C20 |
(1 — 5 cos2i) At |
|||
|
|
|
8naa(1 — e2)2
21pW0 Co„ cos iAt
4па° (1 — e2)2
48
0 |
|
|
|
о |
|
|
0 |
0 |
0 |
\ |
1 |
|
|
|
о |
|
|
0 |
о |
0 |
0 |
О |
|
|
|
1 |
|
|
0 |
0 |
|
|
9f iW@Og (3 sin2i — 2) C20e At |
9/М0 а^Сло sin 2iAt |
|
1 |
о |
|
0 |
||||
4геа5 (1 — e2)6/= |
|
4ла5 (1 — е2)3' “ |
: |
|
||||||
|
|
|
|
|
||||||
3fM0 C2Oe(l — 5 cos20 At |
\5fM ^a2e C20sin 2iAt |
|
0 |
1 |
0 |
|
||||
паъ(1 — e2)3 |
|
|
4nas (1 — e2)2 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
6/ M0 SjCsoe cos IAt |
|
|
3/M0 a^C2o sin iAt |
|
0 |
0 |
1 |
/ |
||
па? (1 — e2)3 |
|
|
2паъ(1 — e2)2 |
’ |
||||||
|
|
|
d(a, e, i, M, со, Й) |
|
|
|
||||
Fes — д(Сго, C22, . . . , C[m, S22l |
. . . , |
S/m) |
|
|||||||
где |
/ |
oo |
|
/C O S % \ U —"Очетн |
^ |
|
|
|||
da |
= V |
V |
|
|
|
|
||||
„ |
|
6, |
|
|
|
|
|
|
||
dWm |
JaeJ |
|
|
VSl'n X |
( / —m) нечетн |
|
|
|
||
|
p— 0 q= —со |
|
|
|
|
|
|
|
||
da |
l |
|
|
S ill |
% \ |
|
т )ч е т н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
dSfan |
Цp=Q |
(J=a—CO \ COS %J (t—m)нечетн |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||||
de |
|
|
|
( / —т )ч е т н |
|
|
|
|
|
|
dCffj |
- V & f “ 8 * |
|
|
|
|
|
|
|||
m |
|
|
tM |
|
|
|
|
|
|
|
|
Pt7 |
\sinx/' ( / —m) нечетн |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
de |
_ |
6e / |
|
sin X у |
|
|
|
|
|
|
\COS X / (7—m) нечетн
<Эг |
|
|
|
co sx |
(l—m) четн |
|
3C/m |
= |
У |
& |
\ |
|
|
|
|
|
\SW X / (i—пі)нечетн |
|||
________ |
_ |
|
g |
/ Sin X |
\ ('-"»четн |
|
di |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
COS X/ (I—т)нечетн |
|
öM |
= |
|
буИ / |
sin X у г“ т)четн |
||
dClm |
|
P‘1 |
\ |
COS X /(i—т)нечетн |
||
dM = |
|
|
|
|||
у |
ш |
/ — cos х у ' - " » четн |
||||
dSlm |
|
pq^ |
|
Sin хЛ/-"»нечетн |
||
<Эш |
_ |
^ |
l Sü)/s in X |
\ (I т)четн _ |
||
ÖC//H |
|
P ‘7 |
\ |
COS Х /(/—т)нечетн |
||
|
|
|
|
|
дсо |
|
|
____ __ V 1бш /,—cos х \(г~т)четн |
||
öS/m |
\ |
sin Х/(7—m)нечетн |
|
Р<7 |
|
|
( |
sin ^ \ ( ' - " » ч е т н |
д С Im |
V — COS X / (7—т )н еч ет н |
|
|
РЧ |
|
\
(1.140)
( 1 . 1 4 1 )
49