3. Математические методы для решения задач космической геодезии.

Если рассматривать методы космической геодезии в последовательности развития, то первым следует считать геометрический метод. Он основан на синхронном фотографировании ИСЗ на фоне звездного неба с двух пунктов (как минимум) на поверхности Земли, что позволяет определить составляющие вектора, соединяющего эти пункты. Множество таких векторов образует векторную пространственную сеть – спутниковую (космическую) триангуляцию. Обработка и уравнивание этой сети дают возможность определять координаты новых пунктов в системе координат исходных пунктов.

В силу больших высот наблюдаемых спутников оказалось возможным создание сетей спутниковой триангуляции со сторонами порядка 1500-2000 км, что, в свою очередь позволило связать материки и острова Земли единой глобальной геодезической сетью.

Достоинством геометрического метода является возможность исключить из рассмотрения теорию движения ИСЗ и вместе с ней такие трудноучитываемые факторы как возмущения орбит ИСЗ, вызванные аномальным гравитационным полем планеты, влиянием притяжения Луны и Солнца, давлением солнечного излучения и т. п.

Недостатком данного метода является то, что в результате определяются только лишь относительные координаты новых пунктов в системе исходных пунктов, без привязки к центру масс Земли.

Поэтому наиболее общим методом космической геодезии следует считать динамический метод, который основан на изучении изменения орбиты ИСЗ во времени. Динамический метод намного сложнее геометрического, так как для его реализации необходимо располагать адекватной моделью движения ИСЗ. Точность результатов в значительной степени зависит от точности учета факторов, влияющих на движение ИСЗ: силы тяжести, влияния притяжения Луны и Солнца, давление солнечного излучения и др.

Динамический метод позволяет получить положение пунктов в единой для всей планеты системе координат с началом в центре масс Земли и определить внешнее гравитационное поле Земли. Особенно важное значение имеет определение параметров гравитационного поля Земли, которые служат источником информации для изучения внутреннего строения планеты. Параметры определяются из анализа возмущений орбит ИСЗ.

Реализация динамического метода требует выполнения значительного объема вычислений для совместного определения координат наземных пунктов, элементов орбит ИСЗ и уточнения параметров моделей возмущающих сил методом последовательных приближений.

В случае определения только лишь координат пунктов и поправок к элементам орбиты без определения и уточнения параметров гравитационного поля Земли, динамический метод называется орбитальным. В орбитальном методе параметры гравитационного поля используются как исходные. В динамическом и орбитальном методе не требуется синхронизация наблюдений с наземных пунктов на ИСЗ.