Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Каменский, А. М. Теория астрономической коррекции

.pdf
Скачиваний:
21
Добавлен:
20.10.2023
Размер:
7.96 Mб
Скачать

Ис п о л ь з . к о м б и н а ц и я

±51‘

Ц 1 ± ьз

Ч 1 ± Ч1

Ко р р е к т и ­ р уе м ы й

па р а м е т р

я,

я2

Яз

Я,

я2

Яз

Пх

Я 2

Яз

Коэф ф и

т(?32#23 ^33^22)i(^32^33 ^33^32)

Qp' _

Яп± ч\з

,(^33^21 ^31^23) =1=(«,33?31- Я31Я33)

Q p ~

Я8П±Я

,

(9зх922

9*292j ) ± (?31^322 9з2^з0

Q p

9 ? 2 ± 9 ? 3

 

,

(?з2?2з 9зз922)± 9 п

 

 

9 *2 ± 9 &

,{ЧззЧ21~Чз{Ч2з) ± 9 ll

Л “

«12±?21

,—(9з1?22—?32?2l) ±^13

Q P “

9 ?2 ±9 *21

,

9з2923 9зз922

Р'

9х2±9з1

,9зз921—9;и92з

Qp*“

9 ^ 1

,9 з1922— 9з2921

Q p ~ ^ 2 ± 9 ? 1

Таблица 7

ц и е н ты ур а в н е н и й

„ 1

( Ч 2 3 Ч 2 2

Я 2 2 Я 2 з ) ± ( Я 2 3 Я 3 2

Q

~

9 * 2 ± 9 ? з

,

( 9 2 J 9 2 3

9 23 9 2 i ) ±

( ^ 2 1 ^ 3 3

Q a

 

9 ? 2 ± 9 ? 3

j

 

9 2 i 9 2 2 ) ± ( 9 2 2 9 з 1

Q s

 

9 i 2 ± 9 i 3

 

_ х

Я 2 2 Я 2 3

9 2з 9 22

 

 

9 x 2 ±

9 я

0 х

9 2 з 9 2 1 — 9 2 i‘ 9 2 3

Q>

9 i 2 ± 9 2 i

 

X

9 2 i 9 2 |

9 2 2 9 2 1

 

Q s ~

9 i 2 ±

9 2 i

.

 

 

 

 

 

 

*

„ X

( 9 2 з 9 22 ~ 9 2 2 9 2 з ) ± 9 п

C l

 

9 i 2 ± 9 3 i

,

( 9 2 i 9 * 1

9 * 2 * 9 § 0 ± 9 ? S

p 2 ~

 

9 i 2 ± 9 sx

I

( 9 2 2 9 2 i 9 2х 9 2 2 ) ± 9 хз

Q ~

9хг±9з1

Я 2 2 Я 3 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)

o

2

 

 

 

/75

О 2

 

 

± 9

 

 

V / > 1

 

 

+

Q t

9 i 2 ± 9 x3

 

 

 

 

" 1 2 ^ ^ 1 3

9 2з 9 з 1

o 2

 

 

9 * 2

o 2

 

 

± ? * 2

 

 

 

 

 

 

 

P a

9 x 2

i

9 * 3

 

 

9 l 2 ±

9

i 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 21 9 з 2

0

2

 

9 13

 

D 2

 

 

±

9

^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р з

9 ? 2 ± 9 f 3

Q a

9 l 2 ± 9 l 3

Q 2

 

 

~

9 k l i ±

 

^ 2

±

(

9

2 2 9

2|

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p '

 

9 x 2 i

 

9 « -

 

 

, U ±

 

± ( 9 г з 9 32

 

9 2 2 9 з з )

 

Я 2 3 Я 2 2 )

 

 

 

 

± 9 2 1

 

 

 

±

9 2 i

 

 

Q |

=

--------

 

 

„ 2

±

(

Я 2 3 Я 2 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P a

 

9 x 2 ±

 

Q p a ~

 

 

9 ? 2 ±

 

± ( 9 2 1 9 з з

9 2 з 9 зх )

 

Я 2 1 Я 2 3 )

 

 

 

 

± 9 2 1

 

 

 

±

9

2 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^ 2

± (

9

2 i 9

22

< »

-

 

?

*

 

 

 

 

 

 

 

 

Р з

 

 

9 f 2 ±

 

Q , ? a “

 

 

9 ? 2 ±

± ( 9 2 2 9 з 1

9 2 | 9 з 1 )

 

Я 2 2 Я 2 1 )

 

 

 

 

± 9

2 x

 

 

 

±

9

2 i

 

 

Q 2

 

 

 

 

 

 

^ 2

± ( 9

з

2 9 г з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P i

 

.

9

f 2 ±

 

 

 

 

 

 

 

 

± ( 9 з з 9 32

Я 3 2 Я 3 3 )

Я 3 3 Я 2 2 ),

 

 

 

 

 

± 9 з 1

 

 

 

± 9 з ц

 

 

 

5 2

 

 

? й ±

 

 

_.2

± (9 зз 9 21

 

 

 

 

 

 

9x2 ±

 

 

P a

 

 

9 ? 2 ±

 

 

p 2 ~

 

 

 

± ( 9 з 1 9 з з

9 з з 9 з 1 )

 

9з192з)

 

 

 

 

±9з1

 

 

 

± 9

s i

 

 

 

,2 '

 

 

^

±

 

 

( 9

± ( 9 з * 9 22

Pa

 

 

9?2±

 

' P ~

 

9i2±

 

 

:(Я:АЯз1 9,31932)

 

9з2921)

 

 

 

 

±9з1

 

 

 

±9зх

 

 

 

320

121

Решения

приведенных

систем

уравнений, а

следовательно,

и уравнений астрономической коррекции могут

быть

записаны

.аналогично

уравнениям

(10. 11),

но, естественно,

с другими

коэффициентами.

 

 

 

 

для

Выражения для коэффициентов, входящих в уравнения

различных

используемых линейных комбинаций

сигналов,

при­

ведены в табл. 7.

Подставляя соотношения (9. 18) в выражения для коэффи­ циентов, приведенных в табл. 7, а также учитывая условия сов­ местности (10. 2) системы уравнений (10. 1), уравнения астро­ номической коррекции можно записать в следующем виде:

— при комбинации сигналов от второго светила

 

#22 i 9 23

 

 

я Ь

#32 ^ # з з

„ft

 

 

яь

 

1

------7 qt

 

 

# 12 ± 9 i3

 

 

 

Яп ± я\з

 

 

 

яЬ

 

(8|2 +

8^);

i =

1; 2; 3;

 

(10. 16)

 

Яп ±

я\ 3

 

 

 

 

 

 

 

 

— при комбинации сигналов q от первого и

второго

светил

 

#22 ± #11

ft,

8*2 +

ЯК

 

Я32

 

 

 

Я п ^ я к

 

 

з/

Я{2 Т #21

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ±

#33 яftЬ Ч2

- г

#32

■q\]8*2;

/= 1 ;

2; 3;

(10.17)

# 1 2 Т # 2 1

 

# 12 Т #21

 

 

 

 

— при комбинации сигналов р и q от первого и второго све­

тил соответственно

 

 

 

 

 

 

 

8* = Я\\

Язя

 

 

 

 

 

 

 

Я12 ^ #31

 

 

 

Яп ± #31

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Т Я\з

 

#22

яЬч* (г= 1; 2; з)-

( 10. 18)

 

я Ь Ч 2 +

 

 

 

 

#12 i

#31

 

#12 ± #31

 

 

 

 

Рассмотрим уравнения (10. 16)-у(10.18). Произведения пер­ вых членов в скобках на составляющие угловых поворотов пред­ ставляют собой величины проекций этих составляющих угловых поворотов на соответствующие оси корректируемой системы координат. Произведения вторых членов в скобках на состав­ ляющие угловых поворотов, а также третий и четвертый члены правых частей уравнений представляют собой величины проек­ ций на соответствующие оси корректируемой системы отсчета дополнительного углового поворота плоскостей пеленгации, ■одновременно пеленгующих первое небесное светило, вокруг направлений на это светило.

122

Из уравнений

(10. 16) -f- (10.18) астрономической

коррекции

при одновременной

пеленгации

двух

светил

четырьмя плоско­

стями следует, что коррекция может

быть

произведена,

когда

знаменатели выражений для

коэффициентов этих

уравнений

отличны от нуля.

 

 

 

 

 

когда

Рассмотрим более подробно только уравнения (10.16),

используется комбинация сигналов от второго светила. В этом случае геометрическим местом точек расположения первого не­ бесного светила для qsn ± ^ 3=const на небесной сфере яв­

ляются малые круги, образованные пересечением малого круга qs12= + ^ 3+const, параллельного плоскости, проходящей через

орты Si2 и S з2, и малого круга qs13=

+{qs12 ~~const), параллельного

плоскости, проходящей через орты

и S\ (рис. 32). На небес­

ной сфере имеются также четыре малых круга, проходящих че­ рез положительные и отрицательные концы ортов St и Si и ха­

рактеризующих условия

для

астрономической коррекции. При>

нахождении на этих малых

кругах конца орта S i1, определяю­

щего направление на

первое

светило,

знаменатель

выражений

для коэффициентов

уравнений примет

значение,

равное либо

+ 1, либо —1. Эти малые круги расположены при

формирова­

нии углового

поворота

З^ + ^з2’

между положительными кон­

цами ортов S -2

И 53 При ^12+ Яз =

— 1 и между отрицательными

концами этих же ортов при

-f-^f3= 1

(рис. 33).

При-исполь­

зовании комбинации сигналов, когда формируется угловой пово­

рот 6^2—- 8^2,

эти малые круги расположены между положитель­

ным концом орта

£;>

и отрицательным концом орта 6’з> а также

между отрицательным

концом орта

Si и положительным кон­

цом орта Si

(рис. 34).

 

Наилучшими условиями для астрономической коррекции бу­

дут условия

при

^12 + #1з = ± V 2 ,

т. е. когда светила нахо­

дятся в точках со сферическим

расстоянием между ними,

равным 90°.

 

 

 

 

На небесной сфере имеется большой круг, ориентированный так, что его плоскость повернута вокруг направления на второесветило на угол 45° относительно плоскости, содержащей орты Si2 и Sz2- Этот круг является геометрическим местом точек, при попадании на которое одновременно обоих пеленгуемых светил астрономическая коррекция не может быть проведена (знамена­ тель уравнений обращается в нуль). При различной используе­ мой комбинации угловых поворотов: 8*2— 8|* или этот

большой круг ориентируется по-разному в зависимости от знакаугла поворота ( + 45° или —45°) вокруг направления на второе светило (см. рис. 33 и 34). Следовательно, сферическое расстоя­ ние между пеленгуемыми светилами, равное 90°, не всегда яв­ ляется наилучшим условием для данного метода астрономиче-

123

Рис. 32. Геометрическое ме­

Рис. 33. Основные круги и точки

сто точек

расположения

на вспомогательной небесной сфе­

первого небесного светила

ре,

характеризующие

условия

на

вспомогательной

небес­

астрономической коррекции при

ной

сфере при q \ 2 ±

Я\г =

линейной комбинации

сигналов от

 

= const

 

второго светила

5^ + 8^

Рис. 34. Основные круги и точки на вспомогательной небесной сфере, ха­ рактеризующие условия астрономи­ ческой коррекции при линейной ком­ бинации сигналов от второго светила

*2* - 532

124

ской коррекции. Необходимо при этом еще учитывать угловое положение направления на первое светило по отношению к пло­

скостям пеленгации Р2 и Q2, содержащим орты 5?, St и S?, S3 соответственно. Таким образом, при выборе пары светил при принятой ориентации плоскостей пеленгации Р2 и Q2 следует стремиться к тому, чтобы при использовании комбинации угло­ вых поворотов 8| 2-(-8|2 направление на первое светило не нахо­

дилось бы в плоскости большого круга, проходящего через на­ правление на второе светило и середину дуги между положи­

тельным концом орта S3 и отрицательным концом орта St- При использовании комбинации угловых поворотов — 8** направле­

ние на первое светило не должно находиться в плоскости боль­ шого круга, повернутого вокруг направления на второе светило по отношению к указанному ранее на угол 90°.

При выбранной паре светил следует выбирать комбинацию сигналов, исключающую попадание этой пары светил в одну из указанных ранее плоскостей.

Рассмотренный метод эквивалентен пеленгации двух светил тремя плоскостями, но основные круги и точки на небесной

сфере, характеризующие

условия астрономической

коррекции,

повернуты вокруг оси с ортом Si

на угол ±45°.

(10.17) и

Аналогично могут быть рассмотрены и уравнения

(10. 18).

для

коэффициентов

чувствительности

плоско­

Выражения

стей пеленгации

по отношению

к трем корректируемым пара­

метрам непосредственно

могут

быть

получены

из выражений

для коэффициентов, приведенных в табл. 7.

 

 

 

3. Метод вариации неизвестного параметра

 

 

Астрономическая

коррекция

погрешности в

угловой

ориен­

тации корректируемой системы отсчета в этом случае также

производится

по

сигналам

рассогласования

следящих

систем

р1, q\ и р2, <72 за

первым

и

вторым светилами соответственно.

При этом, как и ранее,

будем иметь в виду, что при астрономи­

ческой коррекции

будут

происходить

повороты пеленгаторов

и вокруг направлений на светила.

 

 

 

 

Следовательно, при одновременной пеленгации двух

небес­

ных светил четырьмя

плоскостями

при

использовании

метода

вариации неизвестного параметра можно определить:

 

— угловые

корректирующие

повороты,

ориентированные

вдоль всех трех осей корректируемой системы отсчета;

 

■— дополнительные повороты пеленгаторов

вокруг направле­

ний на небесные светила.

Последние угловые повороты определяют кинематику допол­ нительных движений пеленгаторов при проведении астрономи­ ческой коррекции.

125

Для определения неизвестных величин составляющих кор­ ректирующего поворота 8* 8* и 8*, а также составляющих до­

полнительного поворота пеленгаторов вокруг направлений на пеленгуемые светила 8*» и 8®* воспользуемся системой уравне­

ний (5.3).

Решение этой системы уравнений будем искать при условии, что один из искомых параметров известен.

Полагая в качестве известного параметра одну из состав­

ляющих вектора углового поворота

8й, напишем *:

 

— при известной составляющей

 

 

«

+

< з ^

- 8! =

 

 

 

 

< & 8Н

? ! з 8з

=

Ч

- ^

г

(10.19)

«

+

«

=

8!

-

«

 

— при известной составляющей

 

 

Ч\11

i " l 3 3

1

 

*12 2*

 

я \ & + я \ з8з

 

- 8^ — /7й 8й-

(10.20)

 

2

22 2

 

 

 

 

=81-

 

 

— при известной составляющей

 

 

 

Я№ + Я * А ~ Ч =

 

#13 83’

 

Ой 8й4-дй8й

=8^ —лй 8й'

( 10. 21)

’ 21 1 ^ * / 2 2 2

 

2

’ 23 3’

ak%kj_ak§k

— bs —ak

 

’ 31 1 I ’ 32 2

 

3

’ 33 З -

 

Решение этих систем уравнений для т-го светила ( т = 1;2)

относительно составляющих углового поворота 6h имеет следую­ щий вид:

— при известной составляющей 8йт

а*

<723™ ?,s

 

Чгг fcs...

1

?12т

&2т

°зт л

°2

 

8}т;

 

д Г

 

Ч и ‘

 

( 10. 22)

 

 

 

 

 

8йт

#32™

__ 1

<722й 85т-1

ч\г

°зт

°2т 1

V

i

8йт ;

 

9пт

 

я \ г

 

Чпт

* Принимая в качестве известного параметра одну из составляющих угло­

вого поворота 8j‘

или В|2, придем к тем же конечным результатам.

126

— п р и и зв е с т н о й с о с т а в л я ю щ е й 8*т

 

 

0^т

is -

k

 

 

 

я к

 

33

 

f)S П

\

 

q23

 

 

Ч” ' *m 3"‘

k

 

2"‘

1

Ч"

 

Яп

 

 

Яп

 

 

 

Япт

 

k

 

 

k

 

 

 

(10.23)

 

 

 

 

 

 

k

---

Яг\т

 

<him

hsni

-

Яп

61

2"‘

421

 

k„ Щт\

 

k

 

ft

 

V

i

 

Яит

 

Я n

 

 

 

Яп

— при известной составляющей

8*т

 

 

 

 

 

я к

 

k

8*т =

 

? 22°

 

 

Яп

 

 

 

 

 

Чп

Ч"

 

 

я к

 

я к

 

Яп™

 

 

 

 

 

 

 

 

(10. 24)

 

 

ЯзГ

 

я к

 

я к

Щт —

 

 

Ч*

 

я к

 

Ч»

 

 

Яп

 

 

я к

Варьируя принятой за известный параметр составляющей

углового поворота 6*, можно подобрать ее величину такой, при которой будут удовлетворяться следующие условия:

— при известной составляющей

8*

 

Ч 1 :Ч2

8*»

 

: S*2 =*?;

 

Ч 1

;8з2

 

 

 

 

 

 

— при известном составляющей

8*2

 

8*i

=8*2

Ч

1

-§*•

 

 

 

 

8з1=8з2;

°2’

 

 

 

 

 

— при известной составляющей

8*

 

8*i=

8*!;

 

=

Ч ' =

Ч -

8*i =

8*i; Ч *

Принимая во внимание эти условия, напишем:

— при известной составляющей 8*

п р и и зв е с т н о й с о с т а в л я ю щ е й В*

'«Й

«Й 8 ^

= = ------- f

\** 23 3

—!—

-—

(o^2bSt

о^ * 8 J * V

аЬг

2

ь

*33U2 ) Т

й

\* 3 3 2

*23 3 / ’

«12

*?1

 

 

(ft2

 

 

к *12

 

 

чг 1 2

 

 

окз

^13

 

 

 

 

 

 

Я13

 

 

 

 

 

 

ак*

* , Ч = - i r № 2 s - ^ ) + H r (« й 8? - ^ ^ * ) >

Я12

«12 У

«И

 

 

«12

 

 

— при известной составляющей 8*з

« й

СО И

*12

« 'll

« и

4

4 - w

^32Й22)’'

kn

)8^

«18

,

« 'll

«ы

«12

'

4 r"( ? '

+ 4 - (^ !8,2*

ft.

8S =

 

) ^

 

 

«18

,/

«■ii

«13

Находя решения этих уравнений относительно 8*, 8*, В* и под­

ставляя их в выражения (10. 22)-у (10.24), получим три группы

уравнений астрономической коррекции.

коррекции могут

Как и ранее, уравнения

астрономической

быть представлены в виде,

аналогичном уравнениям (10.11), но

с другими выражениями для коэффициентов

(табл. 8).

Подставим соотношения

(1.6) и (9.17)

в выражения для

коэффициентов, представленных в табл. 8. Тогда уравнения астрономической коррекции могут быть получены в следующем виде:

— первая группа

 

 

«П«22-«П«21

 

 

 

 

 

-------------------- Л«1

8^

 

 

 

ъ

ъ

ь

к

 

 

 

 

«Й«Й~«Й«Й

 

 

 

« П « 8 2 - « 1 2 « М

- «

ж

 

« И («33®2*

« 2 3 832)

4п«12 — 4l2«ll

 

ч\[ч\\

«l^n

 

 

 

 

 

 

 

 

1; 2 ; 3;

 

;ю. 25)

вторая группа

 

 

 

 

 

 

 

я\)

4i3«2i

4п42з

я Ь 8f‘+

 

 

« 1 8 « П ' • « П ? 1 8

 

 

 

«1з4з1

 

4 117 33

„ й Л

2 J, -

« li(« 3 2 ® 2 *

?2 2 53! )

+ «Sr

 

 

Я ц

°з

 

«ы «п-«п«ы

«Й«П-«П«Ю

 

 

 

 

 

i =

1; 2; 3;

 

 

 

(10. 26)

128

Но м е р

гр у п п ы

1

2

3

Ко р р е к т и ­

ру е м ы й

па р а м е т р

,? п ? з з

Я,

Я2

 

Р2

-

Ч Ы 12

 

,

Ч гЫ зз

<7з1

 

Я 3

 

 

 

Л

f i i f x a - f f o n

 

7 7 1

 

 

 

P l

9 ia 4 u - 9 n 9 i !3

 

,

ОлШХъ

^ 3 i

 

7 7 2

 

 

 

P z

ч Х Ы п - Ч и t f ? 5

 

Я 3

ч \ ы %

 

 

 

 

РЬ

ч Ы \ - 9 п Ч %

 

,

f x x f s x - f e i

 

я .

 

 

 

Рх

9 n 9 i 23 - 9 i l 9 n

 

 

я Ы

{

\

Я 2

^ 12 ^ 13

 

 

 

 

 

,

ч \зЧ з[

 

Я 3

 

 

 

К о э ф ф и ц и е н ты у р а в н е н и й

 

 

9 п ^23

 

- q

^ l l

9 l

4 \ { q \ l ~ q \ l q \ l

P l

q i l q u -

q i2qku

,

~ ' 9 12^23

2

“ “ ?12?33

q \ [ q h - q n q u

- !

 

 

+

#21

Q 3 ~ q \ { q \ i - q \ h q \ l

 

 

- q \ \ q

\ 2

 

Ql

q % q \ l - q \ i q \ l

,

 

^ 12 ^ 2 2

+

921

Q z

q \h q kn - q \ \ q \ i

 

 

913^22

 

Qi

q \ l q \ \ -

q u q \ l

,

-

? i i « 2i + q l i

Q x ~

q ki h

q \ l - q

\ i q

ki2

,- q kn q \ i

Qi

q \ l q \ l - q \ l q \ l

 

- q \ \ q t i

q 2

~

? 13?33

Рз

q \ \ q

\ i - q kih q \\

 

- q n q h

P l

q ’l i q h - q n q ’li

Q 2

 

 

 

Pa

q \ i q \ l -

q n q \ l

02

- q \ l q %

Рз

q \z q ku -

q \ \ q \ i

2

- r

t i

r i i

V P l

q M i - q i i q n

Q *

~

9 n q i i

 

? 12 ? 13

 

9 l3 9 \2

0 2

9? з 9 з 1

Таблица 8

02

Я п < &

Qx

q \ { q \ 2 - q n q n

2

q \\q %

Q%

q \ \ q % - q \ \ q \ l

q2

^ 1 3 ? 2 l

Qa

q \ q % - q \ h . q \ l

 

^ \ q \ \ ,

C l

q % q h - q \ i q \ i

,q*nqk22

Q2

9 ?13?22

° 3

в й « й

Q l q % q \ l - q \ h q h

,f x f c a i

02 q k, \ q \ l - q \ i q k, i

Рз

Я п Ч гз - ? 13 ? 12

Q[> q kn q \ l - q \z q \l

Рз

q i h q l l - q i l q h

V° 3 9 x W i S - « x i « i a

третья группа

Ч12^23

Ч13е!22

< Ч 821 +

н ? &■

 

 

Ч\Ь.ч\г ■'^ 1 2

 

Ч12?33 4l\4z2

 

 

Чи{ч\\Чг- д \ \ ^ )

+ 931

■9?H8S‘

ч Ы ъ - ч Ы \

Чпч\Ъ-я\Ып

 

i =

1; 2; 3.

(10. 27)

Рис. 35. Основные круги и точки на вспомогатель­ ной небесной сфере, ха­ рактеризующие условия астрономической коррек­ ции при использовании первой группы уравне­

ний

Поскольку все три группы уравнений геометрически экви­ валентны, рассмотрим более подробно только первую группу»

-9 ? 3 ? п = ± 1

следует, что светила Si и S2 находятся на взаимно перпендику­ лярных направлениях, лежащих в плоскости, содержащей орты

К\ и К 2 (рис. 35).

Следовательно, на небесной сфере имеются точки со сфериче­ ским расстоянием, равным 90^, лежащие на большом круге, про­ ходящем через концы ортов К\ и К 2, при попадании светил в ко­ торые условия астрономической коррекции будут наилучшими.

Геометрическим местом точек, когда направления на оба светила лежат также в одной плоскости, но при условии

является большой круг, проходящийJ4epe3 ось с ортом Кз и по­ вернутый относительно оси с ортом К\ на некоторый произволь­

н о

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ