Для ИСЗ (Н = 1000 км, Т = 106 мин.) получим для φ = 0°, что d = 1.575 миль (для φ = 60° d = 788 миль). Смещение полосы радиовидимости меньше ширины полосы, то есть на каждом последующем витке будет иметь место перекрытие полос. Это перекрытие составляет: для φ = 0° ≈ 57%; для φ > 60° ≈ 78%; для φ = 90° = 100%.

Это означает, что один и тот же ИСЗ на полярной орбите может наблюдаться в одном и том же месте несколько раз подряд, то есть по одному ИСЗ в средних широтах можно определить место 4 раза в сутки.

При Н = 1000 км суточное число оборотов ИСЗ соответствует≈ 14. Следовательно, один ИСЗ на полярной орбите может в течении суток обеспечить определение места во всех точках Земли, но таких обсерваций будет мало и они будут редки.

Для обеспечения дискретности определений места судна в 1 час необходимо 6 ИСЗ на полярной орбите (Н = 1000 км, Т = 106 мин., θ = 50°).

Большое значение для использования ИСЗ имеет продолжительность его наблюдения. Для неподвижного наблюдателя, находящегося в плоскости орбиты ИСЗ продолжительность его наблюдения максимальна.

(23.12)

Для ИСЗ с Н = 1.000 км и Т = 106 мин. ТИmax = 18 мин. (не > 16 мин.).

23.2. Особенности навигационного использования ИСЗ (НКА)

Использование ИСЗ (далее НКА – навигационный космический аппарат) в качестве подвижных опорных станций спутниковой навигационной системы (СНС) открывает широкие возможности для решения навигационной задачи определения места судна в море.

Однако, применение быстро перемещающихся в пространстве опорных станций для навигационных целей, возможно лишь в том случае, если пространственные координаты этих станций (НКА) относительно земной поверхности в момент измерения навигационных параметров известны с необходимой точностью.

Это условие может быть выполнено при соблюдении двух условий:

1.→ если известны уравнения движения НКА в функции времени и время, прошедшее с момента, когда координаты НКА были известны, до момента их измерений на судне;

2.→ если одновременно с радионавигационными сигналами НКА НКА излучают и сигналы, несущие информацию о его фактических координатах.

Радионавигационные параметры определяются сравнением заранее предвычисленных (на основании законов движения НКА) с измеренными.

При круговой орбите НКА предвычисленные значения определяемых радионавигационных параметров можно получить по формулам сферической тригонометрии (рис. 23.3) из параллактического треугольника спутника ZCPN в котором:

•А – азимут НКА;

•δ – склонение НКА;

•φ – широта места судна на время замера радионавигационных параметров;

•Z = 90° – h – зенитное расстояние НКА;

•tM – местный часовой угол НКА.

Рис. 23.3. Параллактический треугольник НКА

Рис. 23.4. Зенитное расстояние НКА

Расстояние до НКА (D) находится из соотношения:

(23.13)

где

cosZ = sinδ · sinφ + cosδ · cosφ · costM

Движение НКА в первом приближении подчиняется законам Кеплера. Однако, вследствие сопротивления атмосферы и влияния аномалий гравитационного поля Земли фактическое движение НКА по своей орбите отклоняется от расчетного, поэтому необходимо систематически наблюдать за движением НКА с Земли и своевременно вносить поправки в информацию о его фактических пространственных координатах.

Одновременно с этой информацией должна передаваться информация, позволяющая привести наблюдения за движением НКА на наземных пунктах и навигационные определения по этим НКА к единой системе времени.

Следовательно, необходимым элементом СНС, основанной на использовании НКА, является комплекс наземных станций, наблюдающих за движением НКА, входящих в эту СНС, обеспечивающих информацию об их движении и привязку всех измерений в едином для всей системы времени. Этот комплекс называется наземным контрольно-измерительным комплексом (КИК).

Таким образом, использование НКА в качестве подвижных опорных станций не исключает и наземные опорные станции, координаты которых определены очень точно.

Далее предполагается, что на судне имеется информация о параметрах движения НКА по орбите и известно время, к которому отнесена эта информация.

Для судна одна поверхность положения (высота) всегда известна. Поэтому определение места

судна по НКА сводится к отысканию точки пересечения линий положения на поверхности земного сфероида.