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

из 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

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

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ