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

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

 

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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;

м, + Дм. (^— t 0) l ;

âQ

= sin [Дй, + Дйг ( t — t0)];

dBc

 

 

öfi

=

Дй0cos [Дй, + Дя2(гі— *„)];

dBn

 

 

 

=

{ 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

90 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