Перов А.И., Харисов В.Н. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования (4-е издание, 2010) (1142025), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Этот способ наиболее широко распространен и обеспечивает точность временных измерений не хуже 1 мкс. Второй способ основывается на том, что 38 Время. Шкалы времени данные о текущем спутниковом времени (метка времени НС) и о прогнозе ухода БШВ в опорные моменты времени относительно СШВ передаются потребителям в навигационном сообщении. Точность привязки ШВП в этом случае определяется неопределенностью знания дальности от НС до потребителя. Третий способ аналогичен предыдущему и отличается в основном видом информации, используемой в сигнале НС. Литература 2.1.
Одуан К., Гино Е Измерение времени. Основы ОРИ. — М.: Техносфера, 2002. 2.2. Поваляев А.А. Спутниковые радионавигационные системы: время, показания часов, формирование измерений и определение относительных координат. — М.: Радиотехника, 2008. 2.3. Хренов Л.С., Голуб ИЯ. Время и календарь. — М.: Наука„1989. 2.4. Астрономический ежегодник СССР на 1989 год. — Л.: Наука, 1987,т.
68. 2.5. Астрономический календарь. Ежегодник, переменная часть, 1990/ Под ред. Д.Н. Пономарева . — М.: Наука, 1989. 2.6. Воздушная навигация и аэронавигационное обеспечение полетов/ Под ред. Н.Ф.Миронова. — М.: Транспорт, 1992. 2.7. Кантор ЛЯ., Тимофеев В.В. Спутниковая связь и проблемы геостационарной орбиты. — М.: Радио и связь, 1988. 2.8. Рютман Ж. Характеристики нестабильности фазы и частоты сигналов высокостабильных генераторов: итоги развития за 15 лет// ТИИЭР, т. 66, № 9, 1978. 2.9. 01оЬа1 Роя6оп1п8 Буз1еш: ТЬеогу апд Арр11сабопз, чо1.1 / ЕЙ1ед Ьу В. И~. РагЫпвоп, ./,/. БрВкег.
— %азЬ1п81оп, А1АА, 1996. Глава 3 Глава 3 ТРАЕКТОРНОЕ ДВИЖЕНИЕ НАВИГАЦИОННЫХ СПУТНИКОВ 3.1. Системы координат, используемые в СРНС Геоцентрическая инерциальная система координат Для описания движения навигационного спутника используются законы ньютоновской механики, которые справедливы в инерциальной системе координат, т.е. неподвижной или двигающейся с постоянной скоростью.
В качестве такой системы координат в СРНС используется геоцентрическая инерциальная система кооРдинат ОХвУвсв, начало кооРдинат котоРой Расположено в центРе масс Земли (рис. 3.1). Рис. 3.1. Геоцентрическая инерциальная система координат Плоскость ХвОУв лежит в плоскости экватора Земли, причем ось ОХв направлена в точку весеннего равноденствия — точку Весны или точку Овна у (у — астрономический знак созвездия Овна), которая лежит на линии пересечения плоскости экватора Земли и плоскости орбитального движения Земли вокруг Солнца (рис. 3.2). Ось ОУв дополняет прямоугольную систему координат до правой, т.е.
направлена вдоль оси вращения Земли в сторону Северного полюса. Так как центр Земли вращается вокруг Солнца и, следовательно, имеет некоторое ускорение (центростремительное), то, строго говоря, данная система координат является квазиинерциальной, и в ней необходимо учитывать определенные релятивистские эффекты.
40 Траекторное движение навигационных спутников Рнс. 3.2. Линия весеннего равноденствия Геоцентрическая система координат, связанная с Землей Положение объектов (точек), находящихся на Земле, удобно описывать в системе координат, неподвижной относительно Земли. В качестве такой системы используется геоцентрическая декартова система координат ОХ)х, центр которой совмещен с центром масс Земли, ось ОУ совпадает с осью ОУо инерциальной системы координат ОХоУоУо (т.е. направлена по оси вращения Земли в сторону Северного полюса), ось ОХ лежит в плоскости земного экватора и связана с Гринвичским меридианом О, ось Оу дополняет систему координат до правой (рис.
3.3). Данная декартова система координат жестко связана с Землей и вращается вместе с ней относительно геоцентрической инерциальной системы координат ОХоуоУо с угловой скоростью азз. В СРНС ГЛОНАСС геоцентрическая подвижная система координат определена как ПЗ-90 13.1], а в СРНС ОРИ вЂ” ЖСхЯ-84 13.21. сот Хо .в- Рнс.
3.3. Геоцентрическая подвижная система координат 41 Глава 3 В процессе суточного вращения системы координат ОХИ ось ОХ периодически проходит точку Весны. Интервал времени между двумя такими последовательными моментами соответствует звездным суткам, а интервал времени, отсчитанный от момента прохождения точки Весны, определяет звездное время (см. п.
2.1). Поскольку это время дается для Гринвичского меридиана, оно является гринвичскил~ звездным временем. Поэтому угол вг„на рис. 3.3 соответствует гринвичскому звездному времени Я„. Для геоцентрической системы координат, связанной с Землей, кроме декартовых 1х,у,з) можно ввести сферические координаты 1г,ф,А) (рис. 3.4), где г — радиус точки с декартовыми координатами 1х,у,~), ф и Л вЂ” соответственно геоцентрические широта и долгота этой точки, причем возрастание долготы ), определяется в направлении на восток от Гринвичского меридиана.
Рис. 3.4. Декартовы и сферические координаты Связь между декартовыми и сферическими координатами определяется соотношениями х = гсов(ф) сок(Я), у = гсов(ф) яп (Л), = = гяп(А), (3.1) «=~х .«у .«, ф(л) =у)х, ф(Ф)=«~ /х'-;-у' . (3.2) Геодезическая система координат Так как Земля имеет форму эллипсоида, использование определенных выше сферических координат 1г,ф,Л) для точек, находящихся на Земле и околоземном пространстве, не очень удобно.
Поэтому вводят эллипсоидальнунэ сис- 42 Траекторное движение навигаиионньп сиутников тему координат, которую часто называют геодезической. В данной системе координат точка П задается координатами 1Н,А,В~ (рис. 3.5), где Н вЂ” геодезическая высота; Е геодезическая долгота;  — геодезическая широта. П Рис. 3.5. Земной эллипсоид н эллнпсондальная система координат Основные геодезические константы Угловая скорость вращения Земли, рад/ с -1 Геоцентрическая константа гравитационного поля Земли с учетом атмосферы, м с 3 -2 7292115 10 " 398б00,44 10 Геоцентрическая константа гравитационного поля атмосферы Земли, м с 2 0,35 10 Скорость света, м с 1 299 792 458 Коэффициент (С20) при второй зональной гармонике разложения геопотенциала в ряд по сферическим функциям ............. -1082,63 10 6 Геодезическая широта точки П определяется как угол между нормалью к поверхности эллипсоида и плоскостью экватора.
Геодезическая долгота Ь точки П определяется как угол между плоскостью Гринвичского меридиана и плоскостью меридиана, проходящего через точку П (положительное направление счета долгот от Гринвичского меридиана к востоку). Геодезическая высота Н определяется как расстояние по нормали от поверхности эллипсоида (которую называют местной вертикалью) до точки П. В эллипсоидальной системе координат используется физическая модель Земли в виде эллипсоида (рис. 3.5) с большой полуосью а, лежащей в экваториальной плоскости, и малой полуосью Ь. Основные параметры земного эллипсоида и некоторые геодезические константы приведены ниже.
Глава 3 Параметры общего земного эллипсоида Большая полуось, м Знаменатель сжатия Гравитационное ускорение на экваторе Земли, мГал .......... Поправка к гравитационному ускорению на уровне моря, обусловленная влиянием земной атмосферы, мГал .............. 6 378 136 1: 298,257 978 032,8 - 0,9 Связь между геодезическими координатами 1Н,Е,В) точки пространства и декартовыми координатами (х,у,г) определяется формулами ~3.3~ х=(Ж+Н)созВсоз1., у=(Ж+Н)созВзтй, г= 1 — е2 Ж+Н япВ, (3.3) где У=оз' /1 — е мв  — радиус кривизны в точке местной вертикали Н; е = 1 — Ь ) а = 2а — а — эксцентриситет эллипсоида; а =1 — Ь/а — пара- 2/ 2 2 метр сжатия эллипсоида.
Обратные преобразования имеют вид 2 2 Я+Н 2 з гй(~) - у/к, гусов(В) (3.4) Локальная декартова система координат 44 Декартову систему координат можно задавать в любой точке Р Земли или околоземного пространства. При этом начало системы координат О„определяется в точке Р. Плоскость ХйО„У, является касательной плоскостью к земному эллипсоиду, причем ось О,Х, ориентирована на север, а ось 0„1'„— на восток.
Ось О„У„совпадает с местной вертикалью, и при ее ориентации в зенит (вверх) получаем левостороннюю, а при ее ориентации в надир (вниз)— правостороннюю системы координат. На рис. 3.6 для примера приведена левосторонняя локальная декартова система координат. Координаты точки в локальной системе координат могут задаваться декартовыми (х„у„2,) или сферическими (а~„8, 9) координатами, где И вЂ” дальность, р' — азимут, 9 — зенитный угол.
Траекторное движение навигационных спутников х„ Х, гл Рис. 3.6. Локальная левосторонняя система координат Рис. 3.7. Декартова система координат, связанная с ЛА Декартова система координат, связанная с подвижным обьектом При решении задач навигации летательных аппаратов (ЛА) часто используют декартову правостороннюю систему координат ОХ,У,У„связанную с летательным аппаратом (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
