Системное время ГЛОНАСС корректируется одновременно с UTC (SU) — Государственным эталоном частоты и времени Российской Федерации. Их расхождение поддерживается в пределах 1 мкс, поэтому в ГЛОНАСС нет сдвига в целое число секунд, но есть постоянный, обусловленный условиями функционирования по Московскому времени сдвиг на 3 часа. В навигационном сообщении передается поправка для перехода от времени ГЛОНАСС к времени UTC (SU). Пользователь может определить время UTC (SU) со средней квадратической погрешностью в 1 мкс. Существуют технические возможности определения этого времени с точностью 20-30 не.

Вмомент коррекции времени нарушается целостность навигационного сообщения ГЛОНАСС, поэтому в модернизированном варианте системы ГЛОНАСС-М предполагается уведомлять пользователей за 8 недель о предстоящей секундной коррекции.

Всистеме ГЛОНАСС нет проблем со счетом недель — время считается от ноля часов, минут и секунд с 1 января последнего високосного года.

Вприемниках пользователей атомные стандарты частоты не устанавливаются из-за их высокой стоимости, поэтому сдвиг шкалы времени в спутниковом приемнике может быть на несколько порядков больше чем на спутнике. Поправку часов приемника относительно системного времени на момент измерений включают наряду с координатами пунктов в число определяемых параметров и получают ее из обработки результатов наблюдений.

3.2.Координатные системы, характерные для GPS и ГЛОНАСС

3.2.1.Звездные системы координат

При описании движения спутников используется звездная система координат, которая может быть как сферической, так и декартовой. Применительно к изучению движения небесных тел преимущественное распространение получила сферическая система координат. В связи с тем, что суточный параллакс всех звезд практически равен нулю, начало этих систем можно поместить в любой точке как внутри (в том числе и в центре масс), так и на поверхности Земли, отчего сферические координаты, характеризующие направление на звезду, изменяются несущественно. Координатными поверхностями этих систем являются сфера единичного радиуса (Л=1); конические поверхности (6 = const) с вершиной в начале координат и осью, параллельной некоторому положению оси вращения Земли; полуплоскости, ограниченные осью конических поверхностей.

118

координат, используемой в астрономии. Направления в этой системе координат задаются гринвичским часовым углом г, или противоположным ему по знаку углом у, и склонением 8 (рис. 3.5).

Р

Рис. 3.5. Первая экваториальная гринвичская система координат

Наряду с экваториальными используется система координат, в которой отсчетными плоскостями являются плоскости горизонта и меридиана пункта. Такая система координат называется горизонтальной. Направление в этой системе определяется зенитным расстоянием Zh азимутом А.

Если оси системы направлены так, как это имеет место в первой экваториальной системе координат, т. е. система координат жестко связана с Землей, то вращение Земли не изменяет координат пунктов. Если же координатные оси направлены так же, как во второй экваториальной системе, имеет место непрерывное изменение координат х и у вследствие вращения Земли:

где S — гринвичское звездное время.

Орбитальная система координат, эфемериды спутника

Спутники вращаются вокруг Земли по эллиптическим орбитам. Если бы Земля представляла собой однородную сферу, а спутник представлял бы собой материальную точку, на которую не воздействуют никакие силы кроме притяжения Земли, то в соответствии с законами Кеплера орбита спутника была бы плоским неизменным эллипсом, один из фокусов которого совпадал бы с центром масс Земли. Реальный спутник подвержен воздействию возмущающих ускорений, поэтому форма орбитального эллипса и его ориентация в пространстве меня-

120

ются со временем. Для точного определения местоположения реального спутника используется орбитальная система координат (рис. 3.6).

S спутник

Рис. 3.6. Орбитальная система координат

Начало орбитальной системы координат совпадает с центром масс Земли. Большая полуось а и малая полуось Ъ характеризуют ее размеры и форму. Практически для характеристики орбиты используют большую полуось а и эксцентриситет е.

Плоскость орбиты пересекается с плоскостью экватора по линии АА', которую называют линией узлов. Точка А, в которой спутник пересекает плоскость экватора, переходя из южного полушария в северное, называется восходящим узлом орбиты. Противоположная ей точка А' называется нисходящим узлом. Помимо большой полуоси а и эксцентриситета е элементами орбиты являются С1 — долгота восходящего узла орбиты (отсчитывается в плоскости экватора на восток от направления на точку весеннего равноденствия), со - аргумент перицентра (угол в плоскости орбиты между направлениями на восходящий узел и перигей), / — угол наклона плоскости орбиты к плоскости экватора. Положение спутника на орбите характеризуют истинной аномалией о. Сумма аргумента перигея и истинной аномалии называется аргументом широты и. Поскольку движение реального спутника подвержено влиянию возмущающих ускорений, то элементы орбиты должны быть известны в конкретный момент времени. Элементы, характеризующие орбитальное движение спутника на исходную эпоху в совокупности с параметрами, определяющими изменения этих элементов с течением времени, составляют эфемериды спутника. Каждый спутник транслирует свои эфемериды в составе навигационного сообщения.

121