Как следуст из форму.rr (1\1".44) и (1\1".45), условия уменьше•.
ния ~а и уве.rrичения а0 противоречивы, nоэтому обычно ис пользуетсн нескол~.>ко пар антенн с разными базами d.
В качестве примеров действующих интерферометров можно nривести снетемы Минитрек Прайм и Минитрек Марк II (Ми
нитрексистема слежения минимального веса) в США. Каж
дая из 14 станций системы Минитрек Прайм включает 8 антенн.
Калибровка аnпаратуры выполняется путем фотографирования
.rrампы-вспышки, установленной на самолете. Этот же самолет несет на борту радиопередатчик ,iV\инитрек.
Точность определения наnравлений интерференционной си
стемой невысока, составляет 0,5-1 ,0'. Тем не менее представ
ляет интерес рассмотреть сущность этого способа. Дело в том,
что сейчас большую перспектину имеет развитие наблюдений
с испол~.>зовашiем радиотелескоnов, образующих в паре радио
интерферометр с большой базой. Объектами наблюдений при
этом яв.•Jяются удаленные точечные радиоисточники. Такие
ш1бтодения позволят уточнить размеры Земли и масштаб со.rr
нечной систе;-,1 ы (астрономическую |
единицу), |
дадут |
материал |
д.1я изучения дрейфа континентов |
JJ движения |
земных |
по.1юсов. |
Вэтих гигантских ннтерферометрах (с базой, соизмеримой с
диаметром Зем.1и) направления на объекты будут опреде :rяться с ошибкой порядка 0,001" и точнее.
Вконечном счете наблюдения с использованием интерфе
рометра дают коорд1шаты. соответствующие азимуту и высоте
объекта. В соответствии с этим и;-,tеем две поверхности по
ложения:
а =-= arc tg _У_ |
(1\'.46' |
|
|
х |
|
естL плоскостL, проходящая через отвесную .1инию в точке на |
||
блюдений и перпендикулярная |
к плоскости |
горизонта; |
~ = arc tg |
z |
(Iv-.47} |
|
J.· х2, yz |
|
есть поверхность конуса, ось которого совпадает с направ.'lе
нием упомянутой отвесной линии.
§ 8. Радиодальномерные наблюдения
Поскольку в комплект аппаратуры геодезических спутни
ков вхо;щт фазовая дальномерная аппаратура, известная под
назпанием SECOR (последоватс:rьное определение дальности), рассмотрю! имеiшо фазовый метод опре.'l.еления дальностей.
В ПрИНЦИПС BOJ:\IOЖIIO ИСПО.1J,JОВаi!Ие ИМПУЛЬСНОГО !\ICTOДi! IIЗ- !IICpeHIIЯ л.а.1ьностей, особенно ес.1н при этом используются сиг
на.1ы С,lОЖНОЙ форМЫ. ГJрн:-.н•рО\1 JI\1Пy.1ЬCIIOЙ CIICTeMЬJ С.'lуЖИТ
L'IJCT<::~Ja контрс·.lЯ траекторий ракет «,\'\иран».
I:IO
В фазовых дальномерных системах расстояние от пункта наблюдений до спутника определяют путем измерения сдвига
фаз между двумя колебаниями. Возможно построение фазового
.u1льномера с ретрансляцией сигналов и измерением сдвига фаз на несущей частоте, с ретрансляцией сигна.1ов 11 измсрснис:vr
с.1вига фаз на частоте ~одуляции и с ретранс.ТJяцией сигна:юrз
11 из~срснием сдвига фаз на частоте биений.
Немодулированное колебание мало пригодно для измерения
.13.'Iьности фазовым методо:..1, так как при r>0.5i. в измерениях uозникает неоднозначность. Для ее устранения сдвиг фаз из:v~е rяют на частоте моду.1яции. Величина сдвига при этом выра жается форму.1ой
(IV.48)
rJ.e cpg -сдвиг фаз на частоте Q. Вообще говоря, для обеспе·
чсния однозначности |
необходимо, |
чтобы /.g ~2r, |
но |
в это:-.1 слу |
|
Iае растет |
ошибка определения |
расстояния. так |
как |
||
|
|
Лg |
л |
|
(IV.49) |
|
|
~г=-· L1ft'. |
|
||
|
|
4n |
|
|
|
I 1римення |
несколько |
частот моду.1яции, можно |
обеспечить |
||
о,·щозначное и точное определение расстояния.
N\етод, основанный на измерении разности фаз биений, ело·
жен д.1я практического применения.
В системе SECOR, реализованной в США, наземные стан IЩИ излучают модулированные по фазе сигналы. Эти сигналы
nринимаются приемо-передатчиком, установ.1енным на спут
нике, и ретранслируются как фазовая модуаяпия с нзменённой несущей частотой. Фазометры наземных станций измеряют раз ность фаз генерированного и принятого от ИСЗ сигнала, что
необходимо для пос.1едующего определения расстоя!:шJ.
Система SECOR состоит из четырех наземных ст:нщий и приема-передатчика, установленного на спутнике. Три стан
IШИ устанавливаются в пунктах с известными коордiшат(!~Ш.
четвертаяна опреде.1яемом пункте. Работа системы проис \одит автоматически. Д.:Jя однократного определения расстоя IiИЯ от ИСЗ до пункта требуется 50 мсек. Таким образом, сс.1и прохождение продолжается 7 мин, то на каждой станции
н:-.tеем свыше 8000 наблюдений. Для обеспечения однозначно сти и ос.1абления ошибок, обусловленных влиянием Э.'lектрон
ной |
рефракции, |
измерения расстояний выполняются на четы |
|||||
]1ех |
разнесенных |
модулированных |
частотах. |
Применение си. |
|||
стс:-.~ы |
SECOR |
показала, |
что с ее |
помощью |
обеспечивается |
||
~з:-.~ерение расстояний до |
спутников с ошибкой |
порядка |
|||||
.J-10 |
м. |
|
|
|
|
|
|
При наблюдениях геодезического сп\·тника GEOS-2 испо.ТJь
зовались также радиолокаторы.
5* l.Зl
Ведутся работы по созданию спутниковых высотомеров, что имеет важное значение для изучения фигуры геоида в океанах
п структуры гравитационного поля Земли. Один из таких вы.
сотомеров установлен и работает на запущенном в апреле
1975 г. спутнике GEOS-C. Ожидаемая точность характеризуется
ошибкой ± 1,О м. |
|
|
|
|
При из:v~ерениях топацентрического расстояния |
.'1.0 спутника |
|||
по.1уч<1С~1 поверхность по.1ожения |
|
|
||
г |
'2 |
•J |
') 1 ., |
(IV.50) |
|
=-, х- + |
у·-,- z-. |
||
Эта поверхность является сферой радиуса ~ с центром в пунк
те наб.1юдений.
Комбинированные радиоэлектронные системы слежения за
спутниками представляют собой комбинацию рассмотренных
ВЫШе l\IeTOДOB.
Система Микролок является сочетание:-.r ннтерференцнонного и допплеровского методов (точность опреде.1ения
направлений ,...., 3').
Система Азуса - комбинация интерференционной и ,1а.1ь
номерной систем (точность определения направляющих косину
сов 3-10-5, расстояний 10 м).
Система Мистрэм является ко~1бинацией допплеровской и да.1ьномерной систем.
Особый интерес для спутниковой геодезии представляет
система GRARR, которая позволяет одновременно измерять
дальности и радиальные скорости и которая уже испытывалась
на спутниках GEOS-1 и GEOS-2. Точиосп этой снетемы предпо
лагается довести до 6 м (по дальности) и 1 мм/сек (по ради
альной скорости за 1О сек).
Предполагается объединение системы SECOR с допп.1е
ровской.
§ 9. Лазерные наблюдения
Лазерные установки используются д.1я измерения расстоя
ний до ИСЗ, а также для освещения ИСЗ при его фотогра
фировании на фоне звездного неба. В посnеднем случае мощ
Jюсть изnучения должна быть намного выше.
Д.1я проведения лазерных наблюдений на спутнике должны
быть установлены уголкавые отражатели. Первым спутником.
оснащенным такими отражателями, был Explorer 22, отражен
ные нмпу.1Ьсы от него были зарегистрированы в США
(21.1.1965) и Франции (24.1.1965 г.).
Лазерная установка (рис. 43) состоит из телескопа-пере
датчика, в который вмонтирован nазер, и телескопа-прием:
ника. Пос.1едний включает узкополосный интерференционныlf
фиJiьrр, фотоумножитель и счетчик времени. Процесс измерений
132
