Условия видимости спутника


Дата добавления: 2014-11-24 | Просмотров: 571


<== предыдущая страница | Следующая страница ==>

При организации наблюдений на наземных пунктах необходимо заранее вычислять моменты прохождения интересующего ИСЗ, а так же его топоцентрические координаты для моментов времени, удобных для производства наблюдений.

Следом орбиты ИСЗ называется линия пересечения земной поверхности плоскостью орбиты. Сечение предполагается мгновенным в момент прохождения спутником восходящего узла, поэтому в следе орбиты не будет отражено вращение Земли вокруг своей оси. След орбиты является большим кругом.

Точка следа орбиты ИСЗ, имеющая наибольшую широту называется вертексом. Вертекс равен углу наклона орбиты, то есть:

Если i = 0, орбита называется экваториальной, если i = 90º - полярной.

Возможен вариант, когда i > 90º. Соответственно, в этом случае вертекс:

Необходимо учесть, что ИСЗ запускаются по ходу вращения Земли, то есть с запада на восток, потому угол i практически всегда невелик. Увеличение угла i производится в процессе изменения параметров орбиты в ходе её корректировки, на что требуется запас топлива.

Витком орбиты или оборотом называется часть орбиты, соответствующая полному обороту ИСЗ вокруг Земли, при этом началом витка считается момент пересечения спутником плоскости экватора Земли.

Подспутниковой точкой называется пересечения радиуса-вектора ИСЗ с земной поверхностью.

Совокупность бесконечного количества подспутниковых точек на вращающейся Земле называется трассой движения (полёта) спутника.

Проекция трассы ИСЗ изображена на рисунке 38.

 

 

Рис. 38 Проекция трассы ИСЗ

 

Если одна точка пересечения трассы соответствует началу витка, а следующая точка пересечения его концу, то расстояние между точками равно смещению δλ спутника по долготе за один виток или углу поворота Земли за виток. Если период обращения ИСЗ равен Т, то:

Здесь Тзв – звёздные сутки, выраженные в тех же единицах времени, что и период обращения Т.

В подспутниковой точке ИСЗ находится почти в зените. Но вокруг подспутниковой точки есть более или менее широкая зона, в которой спутник виден под другими зенитными расстояниями, но не превышающими 90º. Эта зона называется зоной видимости спутника. Однако, из-за больших искажений, вносимых в результаты измерений на больших зенитных расстояниях, считается, что максимальное зенитное расстояние Zmax не превышает 75º.

С другой стороны зоной видимости можно считать часть земной поверхности, окружающих конкретную подспутниковую точку, в которой зенитное расстояние на ИСЗ не превышает Zmax. Ведь по мере удаления наблюдателя от подспутниковой точки, ИСЗ всё более и более будет склоняться к горизонту.

Зона видимости представляет собой круг радиусом β. Если эту величину представить в угловой мере, то можно её вычислить по формуле:

.

Здесь: - R₃ – радиус Земли;

- а – радиус орбиты.

Если орбита отличается от круговой, то формула принимает другой вид:

,

где H – высота ИСЗ над подспутниковой точкой.

Время, в течение которого возможно производить измерения:

где, Т – период обращения спутника.

Эта формула применима для подспутниковой точки. Для других точек в пределах радиуса β эта величина будет меньше.

Для практического выполнения наблюдений ИСЗ необходимо рассчитать его эфемериды. Эфемеридами можно считать топоцентрические координаты ИСЗ для конкретного наземного пункта на конкретный момент времени.

Перед началом вычисления эфемерид производится определение, в какое время спутник будет находиться в зоне видимости с пункта.

Исходными данными для расчёта служат элементы орбиты, периодически сообщаемые различными службами слежения за ИСЗ. Эти данные позволяют вычислить эфемериды на 5-15 суток с достаточной точностью для определения входа ИСЗ в зону видимости и выхода из неё.

Элементы орбиты на интересующий момент времени следует перевычислить с учётом вековых возмущений, обусловленных сжатием Земли.

Затем вычисляются геоцентрические координаты ИСЗ в инерциальной системе координат:

Здесь u – аргумент широты:

где: ω – аргумент перицентра, v – истинная аномалия.

Переход от инерциальной геоцентрической системы координат к земной (Гринвичской) производится по известной формуле

Следующий этап – переход к топоцентрической системе координат. Топоцентрические координаты ИСЗ будут:

Здесь: - B, L – широта и долгота пункта;

- Xi, Yi, Zi – геоцентрические координаты пункта.

Координаты ИСЗ в горизонтной системе координат:



1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 |

При использовании материала ссылка на сайт Конспекта.Нет обязательна! (0.026 сек.)