книги из ГПНТБ / Арнольд К. Методы спутниковой геодезии

раженное параметром р, в методе Секор можно исключить, применяя несколько частот. Поэтому в системе Секор спутник излучает к Земле две частоты (449 и 224,5 Мгц).

Влияние тропосферы на измерения в методе Секор можно с до­ статочной точностью определить, как и при допплеровских наблю­ дениях, исходя из модели атмосферы.

Установлено, что с помощью системы Секор расстояние до спут­ ника можно определить с ошибкой около 1 : 300 ООО, а положение пункта на Земле — около ± 3 м. Найдет ли в будущем метод Секор очень широкое применение, пока еще остается не ясным. Его можно было бы применять как независимый при всех методах наблюдений спутников.

5.4. ЛАЗЕРНЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ

В последние годы многообещающим стал метод наблюдения спут­ ников с помощью лазера. Световой импульс, полученный с помощью лазера, посылают к спутнику (поверхность которого оборудована уголковыми отражателями), после чего импульс отражается от спут­ ника к той же наземной станции. Умножив время At прохождения импульса на скорость света, получают удвоенное расстояние до спут­ ника

лазерного импульса. Во Франции 24 января 1965 г. Бива с сотруд­ никами [1 ] впервые смогли зарегистрировать возвращение лазерного импульса с помощью фотоэлектрии. Уильяме с сотрудниками [15] первыми сфотографировали отраженный от спутника лазерный им­ пульс 21 января 1965 г.

Группа Бива в обсерватории Верхний Прованс применяла руби­ новый лазер, излучавший к спутнику 15 импульсов в минуту (0,3 дж). Продолжительность каждого импульса составляла от 20 до ЗО X X 10~9 сек. Угол расхождения лазерного луча был равен примерно 4'. Необходимо было при этом очень тщательно отслеживать движение спутника, что осуществлялось посредством визуальных наблюде­ ний в зрительную трубу. Попадая на спутник, луч отражался уголко­ выми отражателями в обратном направлении. Зрительная труба, смонтированная параллельно лазеру, принимала отраженные к Земле импульсы и направляла их на вторичный электронный умножитель (рис. 16). В обсерватории Верхний Прованс при первых экспериментах

шинство таких спутников можно наблюдать только с помощью ка­ мер, следящих за движением спутника.

Для определения положения геодезических пунктов на Земле, т. е. для геометрической спутниковой геодезии, отпадают эти огра­ ничения, действительные для орбитального метода. Сопротивление атмосферы и световое давление Солнца в задачах геометрической спут­ никовой геодезии не играют никакой роли, так как здесь необходима только визирная цель, которую можно хорошо видеть на Земле со многих пунктов, не зная при этом точно ее положения. В задачах геометрической спутниковой геодезии одновременно действуют мно­ гочисленные станции, выполняющие синхронные наблюдения. Они

щался вокруг Земли с 12 августа 1960 г. Оболочка этого баллона состояла из тонкого пластического материала, на внешнюю сторону

(см.рис. 10). Благодаря зеркальной поверхности яркий солнечный свет почти полностью отражался к Земле. В то время как первоначально диаметр был близок к расчетному значению, позднее путем фотомет­ рии «Эхо 1» были установлены короткопериодические изменения его яркости, которые можно было объяснить сильным отклонением от сферической формы (рис. 17). Не в последнюю очередь причину этого надо искать в попадании микрометеоритов в оболочку баллона. «Эхо 1» прекратил существование 24 мая 1968 г.

Оболочка «Эхо 2» из мейлара имела толщину всего лишь 0,0087мм, а алюминиевое покрытие — толщину 0,0045 мм.

примерно 1500 св. сек, их продолжительность 1 мсек. Для успешных наблюдений вспышек «Геос А» используют обычно камеру с отвер­ стием не менее 20 см. Для наблюдений вспышек не требуются ка­ меры, следящие за движением спутника. Эффективность камеры можно существенно повысить, используя высокочувствительную фотографическую эмульсию. Энергия (для ламп-вспышек, — Перев.) поступает от солнечных батарей. Моменты времени излучения вспы­ шек получают с точностью до ± 1 мсек по имеющимся на спутнике часам, которые контролируются с Земли посредством радиосвязи, «Геос А» снабжен также уголковыми отражателями для лазерных наблюдений. Предусмотрены также все устройства, необходимые для измерения расстояний методом «Секор». Для точных допплеровских наблюдений служат частоты 162, 324 и 972 Мгц. Наклон орбиты «Геос А» і = 59 , высота перигея примерно 1100 км, высота апогея около 2200 км. «Геос А» прекратил излучение световых вспышек.

«Геос В» был запущен 11 января 1968 г. Он снабжен большими уголковыми отражателями, чем «Геос А». Орбита «Геос В» имеет следующие параметры: і = 106°; е — 0,03; апогей 1600 км; перигей 1100 км. Прочее оборудование такое же, как у «Геос А».

Если необходимо провести только допплеровские или лазерные наблюдения можно пользоваться также двумя спутниками типа «Эксплорер» *. Первый стартовал в 1964 г. (і = 80°, h = 1000 км), второй последовал за ним год спустя (і = 41°, h = 1200 км).

Французские спутники «Диадема» также пригодны для доппле­ ровских и лазерных наблюдений. Причем лазерные наблюдения возможны только для спутников D2 и D3.

При фотографических наблюдениях спутников с лампами-вспыш­ ками надо учитывать некоторые особенности. Если камера имеет азимутальную монтировку, то она не отслеживает суточного движе­ ния звезд, и тогда звезды изображаются как короткие дуги, которые можно измерять по их крайним точкам и от которых сравнительно легко отличить точкообразные равноотстоящие световые вспышки. Если камера имеет параллактическую монтировку, т. е. отслеживает движение звезд, то звезды тоже получаются в виде точек, и очень трудно отыскать спутниковые вспышки. Поэтому рекомендуется после экспозиции поворачивать камеру вокруг оси склонений на несколько дуговых минут, и затем производить второй снимок. При этом звезды будут получаться в виде пары близких точек, среди которых легче выделить спутниковые вспышки. Рекомендуется измерять изобра­ жения световых вспышек и звезд двум лицам независимо друг от друга.

Точность, с которой может быть определено направление на спутник из наблюдений световой вспышки, не в последнюю очередь зависит от неспокойствия изображений (мерцания) звезд и световых

* Имеются в виду американские искусственные спутники «Эксплорер-22» (10/Х 1964 г.) п «Эксплорер-27» (29/IV 1965 г.). — Прим. перев.

с* = 0,009 - p - f 0,223.

Вычисленную, таким образом, яркость спутника можно исполь­ зовать при фотографических наблюдениях тем увереннее, чем больше действующее отверстие и чем меньше фокусное расстояние камеры, и чем меньше собственное движение спутника.

Если камера отслеживает движение спутника или наблюдают световые вспышки геодезических спутников, то для освещенности

где Е — освещенность, создаваемая спутником, D* — отверстие объ­ ектива, d — диаметр кружка рассеивания в плоскости изображения (в общем, d = 20 — 30 мк) и к — коэффициент проницаемости оптики. Если еще умножить на продолжительность экспозиции т, то получим важную величину, а именно необходимое для потемнения фотогра­ фического слоя количество света В

"-*($•)• в.

Итак, эффективность камеры зависит в этих условиях прежде всего от квадрата действующего отверстия объектива Z)*2 .

Если камера не отслеяшвает движение спутника, то кружок рассеивания спутникового изображения движется по пластинке соответственно его угловой скорости со относительно оси камеры. Если / — фокусное расстояние, то эффективное время выдержки

в этом случае будет т = ~ или лучше т = , причем во втором уравнении принимают за т время прохождения спутника от края до

Если камера не отслеживает движение спутника, то ее эффективность зависит от

£>*2

так как другие величины к, Е, d, со известны заранее и почти не ме­ няются.