Основные закономерности движения ИСЗ
Вопрос №15.
Теоретические основы применения Спутниковых навигационных систем для определения места судна. Основные закономерности движения ИСЗ. Орбиты ИЗС и их особенности. Методы определения навигационных параметров и расчета координат. Спутниковые системы GPS и GLONASS. Дифференциальные методы использования спутниковых систем. Точность. Достоинства и недостатки современных CНС.
Основные закономерности движения ИСЗ
Для движения ИСЗ по орбите необходимо, чтобы сила земного притяжения была скомпенсирована центробежной силой, возникающей при движении тела вокруг Земли. Это условие приводит к равенству
Скорость, при которой начинается движение ИСЗ по окружности вокруг Земли, называется круговой или первой космической скоростью. При H = 0 она равна V1 = V2 = 7,91 км/с.
Период обращения спутника, т. е. время одного его оборота вокруг Земли по круговой орбите радиуса р0,
Значения V1 и Т для круговых орбит с разной высотой Н показаны в табл. 16.1.
ИСЗ спутниковых РНС, нашедших применение на судах морского флота, двигаются по орбитам с высотой порядка 1000 км (в РНС «Цикада» — 1090... 1100 км).
Большое значение для практического использования имеют спутники с таким периодом обращения Т, при котором они за время звездных суток делают целое число оборотов вокруг Земли. Эти спутники называются периодическими или синхронными. Они пролетают над заданными районами Земли ежедневно в одно и то же время.
|
|
|
Синхронный спутник на орбите с высотой Н = 35 870 км имеет Т = 24 ч (точнее — 23 ч 56 мин 4с — одни звездные сутки) и называется суточным. Такие спутники нашли применение в системах связи и телевидения.
Однако ИСЗ двигаются по круговой орбите только в частном случае. В общем случае орбита ИСЗ является эллиптической, имеющей большую а и малую b полуоси. Ближайшая к центру Земли точка орбиты называется перигеем П (на рис.16.1), наиболее удаленная — апогеем А.
Эллиптическую орбиту характеризуют 6 элементов Кеплера:
-наклонние i плоскости орбиты плоскости экватора;
-прямое восхождение Ω восходящего узла орбиты;
-угловое расстояние ω перигея от восходящего узла орбиты N1,
-время г прохождения спутника через перигеи или восходящий узел.
Первые пять элементов характеризуют пространственное положение орбиты ИСЗ и направление его движения, шестой — положение спутника на орбите.
Для определения места судна необходимо знать координаты спутника в момент наблюдений. Исходными величинами для расчетов являются приведенные выше параметры орбиты.
Реальная орбита спутника отличается от кеплеровской, во-первых, из-за того, что реальная форма Земли (геоид) отлична от шара, и, во-вторых, из-за влияния на спутник различных возмущающих сил, таких как сопротивление земной атмосферы, притяжение Луны и Солнца, давление солнечной радиации, взаимодействие спутника с магнитным полем Земли. Поэтому кеплеровские элементы непрерывно меняются, что необходимо учитывать при расчете места ИСЗ. В связи с этим всем судам, использующим ИСЗ для определения места, должны сообщаться не только начальные параметры Кеплера, соответствующие какому-то моменту времени, но и периодически обновляемые поправки к ним. Все эти данные получили общее название орбитальной информации. В действующих спутниковых РНС орбитальная информация считывается из запоминающего устройства спутника и используется для фазовой манипуляции несущих частот, на которых передаются сигналы от спутника.
|
|
|
Время существования спутника зависит от высоты орбиты, массы, размеров спутника, в частности от диаметра его поперечного сечения.
Например, спутник радионавигационной системы «Транзит» (масса 170 кг, Н = 1075 км) может существовать несколько десятков лет.
Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 29; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!