
книги из ГПНТБ / Каменский, А. М. Теория астрономической коррекции
.pdfиз них, не пеленгуемого в момент пеленгации другого, также одновременно двумя плоскостями Р и Q, можно определить:
— результирующие угловые |
корректирующие |
повороты |
S*, 8*, 8* и их компоненты 8**, |
8**, 8** и 8*2, 8*2, 8*=, |
получае |
мые соответственно при пеленгации первого и второго небесных
светил, для всех трех осей корректируемой системы отсчета; |
|
1 |
2 |
— дополнительные повороты пеленгатора 8*1 и 8^2 вокруг
направления его линии визирования при пеленгации первого и второго светил соответственно.
Последние угловые повороты определяют кинематику допол нительных движений пеленгатора при проведении астрономиче ской коррекции. Для определения этих неизвестных величин сле дует решить уравнения, связывающие составляющие вектора
малого углового поворота б* по осям корректируемой системы отсчета и систем координат, связанных с направлениями на по
очередно пеленгуемые светила. Запишем эти уравнения |
в виде |
|||||||
|
|
C = DY. |
|
|
(13.14) |
|||
Раскрывая это матричное выражение, напишем; |
|
|||||||
— при пеленгации первого светила |
|
|
|
|||||
0 |
Я \ \ |
Я кЛ |
я % |
- 1 |
0 |
8*1 |
|
|
1 |
Я \{ |
я \ \я% |
|
|
S* 1 |
|
||
2 |
0 |
0 |
|
|||||
8*1 |
|
|
|
|
|
|||
1 |
я \[ я 1 \ я% |
|
|
8*1 |
|
|||
3 |
|
|
|
|||||
8si |
|
|
|
0 |
0 |
|
|
|
— |
я \ \ q % |
n k 2 |
|
|
3 |
(13. 15) |
||
0 |
0 - 1 |
|
|
|
||||
^13 |
|
l |
|
|||||
|
П *2 |
|
<7*2 |
|
0 |
8s1 |
|
|
0 |
?22 |
0 |
1 |
|
||||
|
* 21 |
*23 |
|
|
|
|
||
0 |
|
|
|
0 |
0 |
1 |
|
|
Q k 2 |
|
n k 2 |
S52 |
|
||||
|
v 31 |
|
<7 33 |
|
|
1 |
|
|
—- при пеленгации второго светила |
|
|
|
|||||
0 |
Я\{ |
Я% "(Jkll3 |
- 1 |
0 |
§й2 |
|
||
0 |
Я\{ |
Я22 |
я% |
0 |
0 |
(3*2 |
|
|
0 |
я% |
яя\ \ \ |
0 |
0 |
2 |
|
||
5*2 |
|
|||||||
0 = |
Я\{ |
я \ |
я \1 |
0 - 1 |
• |
3 |
(13.16) |
|
2 |
||||||||
2 |
|
|
(fit |
|
|
|
||
852 |
*21 |
<?22 |
0 |
0 |
bSl |
|
||
2 |
Ч23 |
1 |
|
|||||
2 |
nk2 |
я % |
|
|
|
2 |
|
|
8*2 |
|
0 |
0 |
|
||||
|
Ъ*2 |
|
||||||
3 |
^33 |
|
||||||
*7 31 |
|
|
1 |
|
181
Полученные выражения можно рассматривать как системы линейных алгебраических уравнений с пятью неизвестными величинами.
Как показано в гл. X, методы астрономической коррекции навигационно-пилотажных параметров могут быть определены исходя из различных предпосылок, в качестве которых могут быть приняты, например, такие как:
—использование наилучших условий для коррекции, выте кающих из рассмотренных выше методов поочередной пеленга ции двух небесных светил;
—использование линейных комбинаций сигналов отклоне ний направлений на пеленгуемые светила от плоскостей пелен гации;
—использование метода вариации неизвестного параметра. Получим общие уравнения астрономической коррекции при
менительно к указанным методам.
С о в м е щ е н и е у с л о в н ы х п л о с к о с т е й п е л е н г а
ции Р у |
или |
Qy с н а п р а в л е н и я м и на |
о б |
а п |
о о ч е |
р е д н о |
п е л е |
н г у е м ы е с в е т и л а . Допустим, |
как |
и в |
гл. X, |
что имеют место условные плоскости пеленгации, ориентирован
ные так, чтобы плоскости либо Р у, либо |
Qy |
совпадали |
с плос |
костью S, содержащей оба направления |
на |
поочередно |
пелен |
гуемые небесные светила. При этом рассмотренные методы по
очередной пеленгации |
можно |
представить |
двумя методами. |
||||||
В одном из |
них |
первое |
светило пеленгуется |
плоскостями |
|||||
PJ и |
и при этом имитируется. пеленгация |
второго |
светила |
||||||
либо |
плоскостью |
Р у, |
либо |
плоскостью Qy. Второе |
светило |
||||
всегда пеленгуется только одной плоскостью либо |
Р\, либо Qy |
||||||||
с имитацией пеленгации первого светила одновременно |
двумя |
||||||||
плоскостями Р \ |
и Qy. |
|
|
|
|
|
|
||
В другом методе первое светило также пеленгуется |
плоско |
||||||||
стями |
Р у и Qy с имитацией |
пеленгации второго |
светила либо |
плоскостью Р у, либо плоскостью Qy. Второе же светило пелен гуется так же, как и первое, т. е. двумя плоскостями Р \ и Qy с имитацией пеленгации первого светила либо плоскостью Р у , либо плоскостью- Q[.
В первом случае, воспользовавшись уравнениями (10.11) и (13.1), а также имея в виду соотношения для коэффициентов, приведенных в табл. 6, получим:
— при пеленгации первого светила
[ M i + til ( M i i - M il)] |
[ q y \\ - <4 (g&g?S - |
*?•
182
[«2i«?2 + |
9 а 1 |
Ю ? з - |
4 % Ч \ { ) \ » ? + .[« 3 i« i2 - |
« а («?{«?з ~ |
«?з«?0] ^ |
|
|
|
1 - К О 2 |
|
|
[«21«?1 + |
«31 |
(« 1 2 ? ? ! - |
« l l ? ? ! ) ] » ? + [« М «?3 - |
«21 (« 1 2 ? l! ~ |
« ?1 « 1 2 )] С |
|
|
|
1 - Ю 2 |
|
|
— при пеленгации второго светила |
|
|
|||
|
|
S*2 |
«?2«?18!2 + «i3«?iC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1- Ю 2 |
|
|
|
|
Sft2 |
ч У и К 2+ я У и ь7 |
|
|
1-Ю 2
«12«185о2 + «?3«?зС
l - ( « f l) 2
Полученные уравнения могут быть записаны и в другом, эквивалентном приведенному, виде:
— при пеленгации первого светила
|
0*1 |
?21?П |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
&»• = |
|
851- |
|
7*1 |
- 1- |
|
|
|
8Sl; |
|||
|
|
|
|
|
|
|||||||
I |
*72/ |
Ю 2 |
2 |
|
*3/ |
1 |
|
|
|
3 |
||
|
|
1; |
2; |
3; |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
— при пеленгации второго светила |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
«12«li |
2 |
«?з«?{ |
|
2 |
/ = |
1; |
2; |
3. |
||
|
|
S'52- |
|
8*2; |
||||||||
|
|
1-Ю 2 |
2 |
|
Ю 2 |
3 |
|
|
|
|
||
Выражения дляполных корректирующих |
сигналов, равных |
|||||||||||
сумме соответствующих компонент, |
|
будут |
полностью |
совпадать |
||||||||
с уравнениями астрономической коррекции при |
одновременной |
|||||||||||
пеленгации двух светил четырьмя |
|
плоскостями, |
полученными |
|||||||||
с применением условных плоскостей пеленгации. |
|
|
Поэтому условия пеленгации и коэффициент чувствительно сти плоскостей пеленгации, как нетрудно заметить, также соот ветствуют условиям пеленгации и коэффициентам чувствитель ности плоскостей пеленгации для одновременной пеленгации двух светил четырьмя плоскостями с моделированием пеленга ции одновременно двух светил тремя условными плоскостями.
183
Во втором случае, воспользовавшись решениями уравнений
(9.7), (9.8), а также соотношениями (10.3), (10.6)4-(Ю. 10),
напишем:
— при пеленгации первого светила
К<?п + Чзх(gratia - |
g?2g*s)]С + К ? п - |
4 i |
g»g*S)] 8з\ |
||
|
|
|
Ш 2 |
|
|
[^21?12 + |
|
— |
? i s 9 l i ) ] S21 + [^ 3 l9 l2 |
?21 (? 1 1 ? 1 3 |
^ 1 3 ^ 1 l)] 53 |
Щ1= |
|
~ |
1—(fffl)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
[g aig ia + |
d i |
( g ia g ii ~ |
g ?jg ?a )] 82* + K ^ l ~ |
g a i(g * 2g i l ~ |
^ 1 2 ) ] 8gi\ |
**‘= |
|
|
|
|
|
• при пеленгации второго светила |
|
|
|||
[?12^п + |
?13 (УпЧи~~?12^1з)’] S22+ [9l3?ll ~~ Ч\2 (?13^2 — ?12?1з)] 832 |
||||
[g?ag?S + |
g?8 |
- |
^ 1 < ? п ) ] 522+ [gi3g& - |
g fa ( g ? ig i8 - |
gi§g?0] 532, |
|
|
|
l-(<7n)2 |
|
|
[^12^13 + |
^13 |
|
822+ [^ХЗ^ГЗ "— |
|
« U ^ l O ] 832 |
8*з’= |
|
|
l - ( ? n ) 2 |
|
|
|
|
|
|
|
Как и ранее, эквивалентные полученным выражениям урав нения могут быть записаны в следующем виде:
— при пеленгации первого светила
М» = |
^2/ |
?21?11 |
.* |
8*1 + |
<?!) + |
I |
1 - (? п )2 |
?li |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i = |
1; 2; |
3; |
при пеленгации второго светила |
|||||
g*2 _ |
(7ft2 |
«12?П |
9?! |
8^2 J |
|
|
^2i |
‘(rfl)* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i — 1; 2; |
3. |
«si^u
4 : | 4
! - Ю 2
gfagfi |
грг |
2 |
^2; |
||
|
4\i |
3 |
l- (9 ? i)2
Из полученных уравнений следует, что условия пеленгации и коэффициенты чувствительности плоскостей пеленгации соог-
184
ветствуют условиям пеленгации и коэффициентам чувствитель ности только двух плоскостей пеленгации для одновременной пеленгации двух светил (с поочередным изменением их нумера ции) четырьмя плоскостями с моделированием пеленгации одно временно двух светил тремя условными плоскостями.
Достоинством последнего метода является идентичность уравнений коррекции при пеленгации первого и второго светил.
Л и н е й н а я к о м б и н а ц и я с и г н а л о в п р и п о о ч е р е д н о й п е л е н г а ц и и д в у х н е б е с н ы х с в е т ил . По сигналам отклонений плоскостей пеленгации от направлений на поочередно пеленгуемые светила формируются следующие угло вые повороты:
а) при комбинации сигналов от второго светила —• при пеленгации первого светила
4 = kPl\ 8^1= kc/i,
— при пеленгации второго светила
=8*2 + &4= &(/7а + <72); 23 2 — 3
б) при комбинации сигналов от первого светила
—при пеленгации первого светила
—при пеленгации второго светила
|
b j= kp „ |
8 |
- Щ г. |
|
|
Нетрудно заметить, что |
комбинации |
сигналов от |
первого |
||
и второго |
светил эквивалентны |
и отличаются лишь порядком |
|||
нумерации |
пеленгуемых светил. |
Поэтому |
в дальнейшем |
будем |
рассматривать метод, использующий комбинацию сигналов, только от второго светила.
Воспользовавшись |
уравнениями |
(13.1) |
и |
(10.16), запишем |
||||||
угловые повороты: |
|
|
|
|
|
|
|
|||
— при пеленгации первого светила |
|
|
|
|||||||
8*‘ = |
Я*\ |
#22 |
± |
#23 |
|
и |
#32 |
£ |
#33 |
2; 3; |
I |
? |
|
ч |
Я\\ |
|
|
|
|
||
|
|
#12 |
£ |
#13 |
|
|
#12 |
£ |
#13 |
|
— при пеленгации второго светила |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
(fcl |
|
|
|
|
|
|
Ь^2 = |
|
|
Qxi |
|
|
1; |
2; 3. |
|
|
|
|
|
± ?1з |
|
|
||||
|
|
|
|
q |
\ 2 |
|
|
|
|
185
Выражения для полных корректирующих сигналов, равных сумме соответствующих компонент, будут полностью совпадать с уравнениями астрономической коррекции при одновременной пеленгации двух светил четырьмя плоскостями, полученными для линейной комбинации сигналов от второго светила.
Поэтому условия пеленгации и коэффициенты чувствитель ности плоскостей пеленгации рассмотренного метода также со ответствуют условиям пеленгации и коэффициентам чувстви тельности плоскостей пеленгации для одновременной пеленга ции двух светил четырьмя плоскостями с.использованием линей
ной комбинации сигналов от второго светила. |
п а р а м е т р а . |
|||
М е т о д |
в а р и а ц и и |
н е и з в е с т н о г о |
||
Сравнивая вид матрицы D выражений |
(13. 14), (13.15) и (13. 16) |
|||
с аналогичной |
матрицей выражения (10.1) для |
одновременной |
||
пеленгации двух светил четырьмя плоскостями, |
видим, что для |
|||
этого метода |
поочередной |
пеленгации |
можно |
воспользоваться |
полученными с применением метода вариации неизвестного па раметра выражениями для коэффициентов уравнений, приведен ными в табл. 8.
Тогда уравнения астрономической коррекции можно напи сать в следующем виде:
а) первая группа уравнений
— при пеленгации первого светила
1
— при пеленгации второго светила
б) вторая группа уравнений
— при пеленгации первого светила
186
при пеленгации второго светила
I; 2; 3,
0?з0п ■ ■ Ы \
в) третья группа уравнений
— при пеленгации первого светила
|
(011031 — 03l) В2Х |
(011021 |
021) |
|
|||
|
1 — |
012013 |
013012 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
.8* |
|
|
|
= 2; |
3; |
|
|
t |
|
013012 |
|
|
|
|
|
012013 |
|
|
|
|||
при пеленгации второго светила |
|
|
|
||||
|
— ak' |
,ft2 |
2 |
2 |
|
|
|
|
f a ? |
|
|
|
|||
|
Яи |
|
|
2; |
3. |
||
|
|
|
|
/ = 1 ; |
|||
|
Яп 0*5- |
■0?$0?5 |
|
|
|
|
|
Выражения |
для полных корректирующих |
сигналов, равных |
|||||
сумме соответствующих |
компонент, |
будут |
полностью совпадать |
||||
с уравнениями |
астрономической коррекции |
при |
одновременной |
||||
пеленгации двух светил |
четырьмя |
плоскостями, |
полученными |
||||
с применением |
метода |
вариации неизвестного параметра. По |
этому условия пеленгации и коэффициенты чувствительности плоскостей пеленгации соответствуют условиям пеленгации и коэффициентам чувствительности плоскостей пеленгации для одновременной пеленгации двух светил четырьмя плоскостями, когда уравнения астрономической коррекции получены с исполь зованием метода вариации неизвестного параметра.
13.3. К инем атика дополнительны х поворотов астрономического пеленгатора
при проведении коррекции
При проведении астрономической коррекции углового поло
жения корректируемой |
системы отсчета, т. е. |
при ее дополни |
тельном повороте до |
заданного углового положения, вместе |
|
с ней поворачиваются |
плоскости пеленгации, |
а следовательно, |
и астрономический пеленгатор.
Рассмотрим кинематику дополнительного движения астро номического пеленгатора при поочередной пеленгации двух све тил с различной имитацией пеленгации непеленгуемого небес ного светила.
187
П о о ч е р е д н а я |
п е л е н г а ц и я |
с’в е т и л |
п л о с к о |
|
с т я м и Р |
и Q без |
и м и т а ц и и п е л е н г а ц и и |
н е п е л е н - |
|
г у е м о г о |
с в е т и л а . |
Этот метод астрономической |
коррекции |
основан на выборе углового поворота 8fm=0. Следовательно, угловой дополнительный поворот пеленгатора вокруг направле ния на пеленгуемое светило по условию равен нулю.
П о о ч е р е д н а я |
п е л е н г а ц и я |
с в е т и л |
с и м и т а |
|||||
цией п е л е н г а ц и и |
о д н о г о |
из |
н е п е л е н г у е м ы х |
|||||
с в е т и л |
п л о с к о с т ь ю |
Р |
или Q, |
а |
д р у г о г о — п л о с |
|||
к о с т я м и |
Р и |
Q. При пеленгации первого небесного светила, |
||||||
поскольку |
оно |
пеленгуется |
одновременно |
двумя |
плоскостями |
|||
пеленгации Р и |
Q, |
происходит дополнительный поворот астро |
номического пеленгатора только вокруг направления на пелен гуемое светило. При пеленгации второго небесного светила одной плоскостью Р или Q происходит дополнительный поворот астро номического пеленгатора вокруг двух направлений:
—направления на пеленгуемое небесное светило;
—направления, перпендикулярного к плоскости пеленгациг
Рили Q.
Чтобы получить выражения для указанных угловых поворо тов дополнительного вращения астрономического пеленгатора, решим уравнения (13. 3) -i- (13.6), связывающие составляющие
углового поворота |
5к по осям системы координат с ортами бТ |
|||
(v= 1; 2; 3; m=l ; 2 ) |
и корректируемой системы отсчета с ортами |
|||
|
1 |
2 |
2 |
2 |
Кг (г= 1; 2; 3), относительно 8*1, |
8*2 |
и 8*!, |
8*2. Тогда искомые |
выражения будут:
а) для углового дополнительного поворота пеленгатора во круг направления на первое пеленгуемое светило
— при имитации пеленгации второго светила плоскостью Р
1 _ *?22 |
gJj1 |
i M |
||
1 |
?12 |
2 |
||
3 |
||||
|
при имитации пеленгации второго светила плоскостью Q
г
023 |
g s | _ |
033 g i j . |
1 |
2 |
„ S 3 ' |
013 |
|
013 |
б) для углового дополнительного поворота пеленгатора во круг направления на второе пеленгуемое светило
— при пеленгации светила плоскостью Pi
2 |
2 |
8*2 _ |
011 8i2; |
1 |
2 |
|
012 |
188
— при пеленгации светила плоскостью Q2
|
2 |
of, |
2 |
|
g*2_ |
|
g^2. |
|
1 |
<7i3 |
3 |
в) |
для углового дополнительного поворота пеленгатора во |
||
круг направления, перпендикулярного плоскости пеленгации Р2 |
или Q2, с помощью которой пеленгуется второе светило
— при пеленгации светила плоскостью Р2
2
tf2
Ч12 2
— при пеленгации светила плоскостью Q2
?1з 3
Из полученных выражений следует, что величины дополни тельных угловых поворотов пеленгатора вокруг направлений на пеленгуемые светила при проведении коррекции зависят только от взаимного углового положения систем координат, связанных с направлениями на поочередно пеленгуемые небесные светила. Максимальные значения этих дополнительных угловых поворо тов будут при #*2= 0 или <7i3 = 0’ т- е- К0ГДа сферическое рас стояние между поочередно пеленгуемыми светилами равно нулю
или когда |
пара светил |
находится в одной плоскости Q |
или Р. |
|
3. П о о ч е р е д н а я |
п е л е н г а ц и я |
с в е т и л п л о с к о |
||
с т я м и Р и Q с и м и т а ц и е й п е л е н г а ц и и н е п е л е н - |
||||
г у е м о г о |
с в е т и л а |
п л о с к о с т ь ю Р |
ил и Q. Для |
получе |
ния выражений для дополнительных угловых поворотов |
астро |
номического пеленгатора вокруг направлений на пеленгуемые светила решим уравнения (13.8) (13.11), связывающие состав
ляющие углового поворота 6й по осям системы координат с ор
тами |
S f (v = l;2;3; |
т= 1; 2) и корректируемой системы отсчета |
|||
|
_ |
|
1 |
2 |
Тогда искомые |
с ортами Ki (i = 1; 2; 3), относительно |
S^1 и й*2. |
||||
выражения будут: |
дополнительного |
поворота |
|
пеленгатора во |
|
а) |
для углового |
|
круг направления на первое пеленгуемое небесное светило
— при имитации пеленгации светила плоскостью Р
8*1 = |
|
8*i _ |
8*г. |
1 |
& |
2 |
^12 |
— при имитации пеленгации светила плоскостью Q |
|||
8^ = |
— ?23 |
g*l1 |
9зз Ъ*1: |
1 |
Чп |
|
Ч\з |
|
|
7 |
965 |
189 |

б) для углового дополнительного поворота пеленгатора во круг направления на второе пеленгуемое небесное светило
—при имитации пеленгации светила плоскостью Р
—при имитации пеленгации светила плоскостью Q
|
|
1 |
032 |
g«2 |
033 |
g$2 |
|
|
|
|
||
|
|
~s |
|
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
Из полученных |
выражений |
следует, |
что |
величины |
дополни |
|||||||
тельных |
угловых |
поворотов |
пеленгатора |
вокруг |
направлений |
|||||||
на пеленгуемые |
светила |
при |
проведении |
коррекции |
зависят |
|||||||
только от взаимного углового положения систем координат, |
свя- |
|||||||||||
' занных с направлениями на пеленгуемые небесные светила. |
|
|||||||||||
Максимальные значения этих дополнительных угловых пово |
||||||||||||
ротов будут при 012=421—О |
или 41з= 4з1= 0> |
т. е. когда |
сфе |
|||||||||
рическое расстояние между поочередно пеленгуемыми светилами |
||||||||||||
равно нулю или когда эти оба светила находятся в |
одной |
пло |
||||||||||
скости Qi или Q2, либо Р 1или Р^_ |
|
|
с в е т и л |
п л о с к о |
||||||||
4. |
П о о ч е р е д н а я п е л е н г а ц и я |
|||||||||||
с т я м и Р и Q с и м и т а ц и е й п е л е н г а ц и и н е п е л е н - |
||||||||||||
г у е м о г о с в е т и л а п л о с к о с т я м и |
Р и Q. При пеленгации |
|||||||||||
первого |
и второго |
небесных светил, поскольку каждое из них |
||||||||||
пеленгуются одновременно |
двумя |
плоскостями |
пеленгации Р |
|||||||||
и Q, происходит дополнительный поворот астрономического |
||||||||||||
пеленгатора только вокруг направления на пеленгуемое светило. |
||||||||||||
Чтобы |
получить |
выражения |
|
для |
дополнительных поворотов |
|||||||
угловых |
скоростей |
астрономического пеленгатора, |
можно |
вос |
пользоваться соотношениями (10.28) -4- (10.32). Тогда искомые выражения будут:
а) при совмещении условных плоскостей пеленгации Ру и Qy ■снаправлениями на оба поочередно пеленгуемые светила
—для углового дополнительного поворота пеленгатора во круг направления на первое пеленгуемое светило
—для углового дополнительного поворота пеленгатора во круг направления на второе пеленгуемое светило
190