Геодезические искусственные спутники Земли, запускаются в качестве

ИСКУССТВЕННЫЕ СПУТНИКИ ЗЕМЛИ В ГЕОДЕЗИИ
Фомина Н.Ю., Андреева Н.В.
БГТУ имени В.Г. Шухова
Белгород, Россия
ARTIFICIAL EARTH SATELLITES TO GEODESY
Fomina N.Yu, Andreeva N.V.
BSTU behalf V.G. Shukhov
Belgorod, Russia
Геодезические искусственные спутники Земли, запускаются в качестве
объектов наблюдения для решения задач спутниковой геодезии (рис.1).
Материалами для решения таких задач служат измеренные в результате
наблюдений
направления
на
тот
или
иной
спутник
(позиционные
наблюдения) и расстояния до него. Геодезические связи между пунктами
Земли, удалёнными друг от друга до нескольких тыс. км устанавливаются
путём позиционных фотографических наблюдений спутника движущегося на
высоте 4 - 6 тыс. км одновременно из двух или более пунктов км.
Рис.1 Геодезический спутник Земли
По своему целевому назначению ИСЗ можно подразделить на
исследовательские,
метеорологические,
навигационные,
связные
и
геодезические.
Для геодезических целей в принципе могут использоваться различные
ИСЗ, относящиеся ко всем группам, однако наиболее ценные для геодезии и
смежных с ней отраслей знаний данные могут быть получены в результате
наблюдений специальных геодезических спутников.
Спутник может быть использован для целей геодезии, если он отвечает
определенным требованиям. Такой спутник должен иметь:
1) форму, близкую к сферической;
2)
поверхность,
характеризующуюся
большим
коэффициентом
отражения (для пассивных ИСЗ);
3) возможно большее отношение массы к площади поперечного
сечения (в динамическом и орбитальном методах);
4) ограниченные определенными пределами параметры орбиты;
5) специальное бортовое оборудование (для активных ИСЗ).
Исключение составляют спутники – баллоны, для которых характерна
малая
величина
отношения
масса
(поверхность)
и,
которые
могут
использоваться только при синхронных наблюдениях, когда не требуется
знать точно геоцентрические координаты спутника.
Используемые для целей геодезии спутники должны иметь орбиты с
эксцентриситетом 0,02 - 0,05 и во всяком случае, как правило, не более 0,1.
Высота перигея орбиты должна заключаться между 1000 - 4000 км. Она не
должна быть менее 500 - 800 км, так как в этом случае возникают
существенные трудности при учете сопротивления атмосферы, кроме того,
для обеспечения одной и той же территории при малой высоте спутника
требуется большее число станций наблюдений. Наконец, чем меньше высота
спутника, тем больше его видимая скорость, что осложняет производство
наблюдений [1].
Недопустимо и значительное увеличение высоты перигея, так как в
этом случае действие отдельных гармоник гравитационного поля Земли на
движение ИСЗ начинает сглаживаться, таким образом, спутник становится
мало
пригодным
для
динамических
исследований.
Усиливается
гравитационное действие на движение ИСЗ Луны и Солнца и осложняется
учет этих явлений.
В зависимости от характера решаемых задач требования к ГИСЗ будут
равными.
При решении геометрических задач для обеспечения большей
территории целесообразно использовать спутники с большими наклонениями
(60° - 80°) и высотами перигея порядка 3000-4000 км, что уменьшает
возмущающее действие гравитационного поля Земли.
Решение динамических задач требует использования ИСЗ с разными
параметрами орбит и в первую очередь с разными высотами и наклонениями.
Орбиты
должны
быть
достаточно
чувствительны
к
определяемым
гравитационным параметрам и не чувствительны к влияниям, в том числе и
гравитационным, которые трудно определить из наблюдений ИСЗ.
В орбитальном методе важно обеспечить минимальное влияние
гравитационного поля Земли и атмосферы на орбиту, т.е. при использовании
допплеровских и дальномерных измерений выгодны высокие спутники [2].
На борту геодезического спутника может находиться следующее
оборудование:
1) импульсные источники света (оптические маяки или лампы вспышки);
2) радиотехническое оборудование, необходимое для реализации
допплеровских наблюдений;
3) радиотехническое оборудование, необходимое для измерения
наклонных дальностей;
4) радиотехническое оборудование, необходимое для применения
интерференционного метода;
5)
уголковые отражатели (триппельпризма), необходимые для
использования лазеров;
6) радиовысотомер;
7) кварцевые или атомные часы;
8) специальная бортовая ЭЦВМ;
9) фотокамеры для съёмки земной поверхности или поверхности
планеты и для съёмки звездного неба (при изучении геодезическими
методами планет).
Литература
1.Курошев
Г.Д.
Космическая
геодезия
и
глобальные
системы
позиционирования: учеб. пособие / Г.Д. Курошев; Санкт-Петербургский гос.
ун-т. - СПб.: Изд-во С.-Петербургского ун-та, 2011. - 181 с.
2.Краснорылов И. И., Плахов Ю. R. Основы космической геодезии. М.,
«Недра», 1976. 216 с.