Движение спутника по эллиптической орбите является неравномерным и зависит от положения спутника на орбите. Если бы спутник двигался по круговой орбите, чтобы было удобно использовать равномерное движение с постоянной угловой скоростью, вводят угловой параметр.
М – средняя аномалия для момента времени t.
Е – эксцентрическая аномалия НС
С учетом уравнения Кеплера можно записать:
§5 Понятие о возмущенном движении ИСЗ.
Основными источниками возмущения орбит НС является:
- несферичность Земли и неравномерность распределения масс (изменяется гравитационное поле);
- притяжение со стороны Луны и Солнца;
- сопротивление среды при движении ИСЗ;
- давление светового излучения Солнца.
Элементы возмущенной орбите НС непостоянны. Их изменение происходит непрерывно. В каждый момент времени, в точке возмущенной траектории соответствует своя Кеплерова орбита, которую называют оскулирующей, а ее элементы – оскулирующими.
Полярные орбиты – отсутствуют возмущения Ω, i.
Экваториальные орбиты – отличаются сравнительно стабильной формой орбиты, но положение ее в орбитальной плоскости и самой плоскости может быть нестабильным.
Наклонные орбиты – i=60˚, отличаются стабильностью аргумента перигея и периода обращения.
При высотах полета НС более 1000 км – эффект атмосферного торможения невелик и им можно пренебречь.
Влияние Луны и Солнца. Влияние Луны в 2 раза больше возмущенного движения Солнца и они вместе превосходят возмущения из-за аномалий силы тяжести Земли.
Для расчета возмущенных пространственных координат, аппаратура потребителя получает от НС периодически обновляемые оскулирующие элементы и поправки к ним.
Раздел 2. Глобальные навигационные спутниковые системы.
Тема 2.1. Основные сведения о спутниковых навигационных системах.
Спутниковые системы включают в себя три составные части:
1. Космический сектор;
2. Сектор управления и контроля;
3. Сектор потребителя.
Космический сектор состоит из созвездия спутников. Чтобы обеспечить одновременное наблюдение 4-х спутников необходимо иметь на орбитах 24 спутника.
Наиболее удобным при обслуживании и использовании является 12-ти часовой период обращения спутника, а это значит, высота полета спутника должна быть 20 тысяч км. При проектировании GPS считали целесообразным 6, близким к круговым, орбит. Между плоскостями орбит 60˚, а спутники в орбите смещены на 40˚.
В системе ГЛОНАСС 3 орбиты, на каждой орбите 8 спутников, отстоящих друг от друга на 45˚.
На каждом спутнике установлена аппаратура радиодальномерного комплекса, передающая радиосигналы, позволяющая определить расстояния, навигационные сообщения о эфемеридах спутников, о поправках к часам и др. информацию.
Расчетный срок работы спутников 7.5 лет, реальный – до 10 лет, масса спутника 1044 кг. В ближайшее время эти спутники будут заменены, срок службы увеличится до 15 лет, дополнительно введена частота L5, что значительно упростит разрешение неоднозначности. Все формируемые на борту спутника несущие и кодовые сигналы, а также бинарные сигналы для передачи навигационного сообщения получают за счет высокостабильных опорных генераторов. Несущие сигналы используются для фазовых измерений расстояний.
Кодовые сигналы позволяют получать расстояния пониженной точности, для распознавания номера спутника, захвата и удержания его в течение всего сеанса наблюдений. Для каждого GPS спутника формируется свой С/А код.
Сектор управления и контроля.
Задачи:
- отслеживать всю информацию.
- обобщение и анализ информации
- предсказывать эфемериды и устанавливать точное время и передавать на спутники.
- выявлять неисправности на спутнике и принимать меры по их устранению.
- осуществлять корректировку орбит спутников посредством дистанционного управления реактивным двигателем.
Сектор управления GPS состоит из одной ведущей станции управления, пяти станций слежения и 3-х загружающих станций.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.