Высшего профессионального образования

Дата добавления: 2014-11-24 | Просмотров: 1712

«Национальный открытый институт г. Санкт-Петербург»

Тарелкин Е.П., Блинов А.Ф.

Космическая геодезия

Учебное пособие

Рекомендовано Саморегулируемой организацией

НП «Изыскатели Санкт-Петербурга и Северо-Запада»

для студентов, обучающихся по направлениям

120100.62 «Геодезия и дистанционное зондирование»

и 120700.62 «Землеустройство и кадастры»

и слушателей курсов повышения квалификации

Санкт-Петербург

УДК 528.2

ББК 26.11

Б 69

ТАРЕЛКИН ЕВГЕНИЙ ПЕТРОВИЧ

БЛИНОВ АЛЕКСАНДР ФРИДРИХОВИЧ

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлениям 120100.62 «Геодезия и дистанционное зондирование» и 120700.62 «Землеустройство и кадастры». В пособии изложены теоретические вопросы дисциплины.

УДК 528.2

ББК 26.11

ISBN

© Тарелкин Е.П.. 2014

©НОИР 2014

© ИКЦ 2014

Предисловие

Согласно Федеральному государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования подготовки бакалавров по направлению «Геодезия и дистанционное зондирование», объектом профессиональной деятельности выпускника являются: поверхность Земли, других планет и их спутников; территориальные и административные образования; искусственные и естественные объекты на поверхности и внутри Земли и других планет, а также околоземное космическое пространство; геодинамические явления и процессы; гравитационные, электромагнитные и другие физические поля.

Согласно Федеральному государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования подготовки бакалавров по направлению «Землеустройство и кадастры», объектом профессиональной деятельности выпускника являются: земельные и другие виды природных ресурсов; категории земельного фонда; территории административных образований; территориальные зоны; зоны с особыми условиями использования территорий; зоны специального правового режима; землепользования и земельные участки в зависимости от целевого назначения и разрешенного использования; земельные угодья; единые объекты недвижимости и кадастрового учета; информационные системы и технологии кадастра недвижимости; геодезическая и картографическая основы землеустройства и кадастра недвижимости.

Область профессиональной деятельности бакалавров включает:

- получение измерительной пространственной информации о поверхности Земли, отображение поверхности Земли или отдельных её территорий на планах и картах;

- осуществление координатно-временной привязки объектов, явлений и процессов на поверхности Земли;

- организация и осуществление работ по сбору и распространению геопространственных данных как на территорию Российской Федерации в целом, так и на отдельных её регионах с целью развития их инфраструктуры.

Цель изучения дисциплины – сформировать у будущих бакалавров знания в области космической геодезии, законах движения искусственных спутников Земли (ИСЗ) и возможностях использования этих законов для решения задач геодезии, а также для изучения динамики изменения поверхности Земли и развития процессов деформаций и смещений, обеспечения безопасности и предотвращения катастроф.

Задачи дисциплины направлены на изучение:

- теории использования Луны, ИСЗ и КА для решения геодезических задач;

- способов определения и уточнение орбит и вычисления эфемерид;

- требований к геодезическим спутникам в отношении параметров их орбит и состава бортовой аппаратуры;

- требований к расположению станций слежения и их аппаратурного оснащения;

- инструментов и методов наблюдений спутников;

- вопросов обработки и интерпретации полученных результатов.

Изучение курса «Космической геодезии» позволит студентам в последующем перейти к изучению дисциплины «Спутниковые системы и технологии позиционирования».

Большое значение в изучении дисциплины имеет самостоятельная работаобучающихся. Она имеет целью закрепление и углубление полученных знаний и навыков, подготовку к предстоящим занятиям и зачёту по дисциплине, а также формирование навыков умственного труда и самостоятельности в поиске и приобретении новых знаний.

Для эффективной организации самостоятельной работы над учебным материалом целесообразно придерживаться следующих рекомендаций.

1. Ознакомиться с учебной литературой (учебниками и учебными пособиями):

- перелистать, познакомиться со структурой, запомнить рубрикацию разделов, приложений, определить к каким разделам дисциплины относится тот или иной фрагмент источника, выделить материал, не вошедший в структуру дисциплины;

- ознакомиться с введением и сформировать свое мнение о содержимом источника.

2. Ввести в память своего персонального компьютера программы и справочную литературу (например, переписать их с компьютера преподавателя).

3. При работе над конкретным разделом дисциплины:

- проработать по учебникам и учебным пособиям нужный раздел и имеющиеся к нему приложения;

- постараться понять соответствующий учебный материал на концептуальном уровне;

- поработать с приложениями: предметным и именным указателями, указателем иностранных слов, толковым словарем;

- совершить «экскурсию» по Интернет;

- при наличии электронного конспекта и/или презентации по данной теме, использовать их;

- при возникновении неясностей в рассматриваемом разделе – задать вопрос преподавателю при личной встрече или по Интернету.

4. Решить предлагаемые в разделе задачи, взяв их из задачника; при заочном обучении решения задач пересылать преподавателю через Интернет.

5. По мере продвижения вперед не забывать регулярно «оглядываться назад», повторяя содержание пройденного материала; это позволит составить образное представление о структуре дисциплины, её логичной целостности.

Оглавление

стр

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1. Системы координат в космической геодезии

1.1 Функциональное уравнение космической геодезии . . 16

1.2 Системы координат . . . . . . . . . . . . 17

1.3 Преобразование координат . . . . . . . . . . 23

1.4 Факторы, влияющие на положение систем координат . 27

2. Системы измерения времени, применяемые в космической

геодезии

2.1 Всемирное время . . . . . . . . . . . . . 29

2.2 Звёздное время . . . . . . . . . . . . . . 31

2.3 Эфемеридное время . . . . . . . . . . . . 32

3. Невозмущённое движение ИСЗ

3.1 Законы движения ИСЗ . . . . . . . . . . . 33

3.2 Элементы орбиты и их связь с постоянными

интегрирования . . . . . . . . . . . . . 36

3.3 Положение спутника в пространстве . . . . . . 38

4. Возмущённое движение ИСЗ

4.1 Основные возмущения, влияющие на движение ИСЗ . 41

4.2. Влияние гравитационного поля Земли и атмосферного

торможения . . . . . . . . . . . . . . . 41

4.3 Возмущающее действие Луны и Солнца . . . . . 44

5. Геометрический метод космической геодезии

5.1 Основные элементы космических геодезических сетей . 47

5.2 Методы построения космических геодезических сетей . 51

5.3 Уравнивание космических геодезических сетей . . . 55

6. Динамический метод космической геодезии

6.1 Сущность динамических задач . . . . . . . . . 58

6.2 Сущность орбитального метода . . . . . . . . 59

6.3 Метод коротких дуг . . . . . . . . . . . . 61

7. Основные методы наблюдения ИСЗ

7.1 Фотографические наблюдения . . . . . . . . . 63

7.2 Лазерные и доплеровские наблюдения . . . . . . 66

7.3 Условия видимости спутника . . . . . . . . . 69

8. Альтернативные методы космической геодезии

8.1 Длиннобазисная интерферометрия . . . . . . . 73

8.2 Дальномерные наблюдения Луны . . . . . . . . 74

8.3 Альтернативные спутниковые методы . . . . . . 74

9. Космическая геодезия и геодинамика

9.1 Геодинамические явления . . . . . . . . . . 76

Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

Вопросы для самостоятельной подготовки . . . . . . . 79

Рекомендуемая литература . . . . . . . . . . . . 81

Словарь терминов . . . . . . . . . . . . . . . 83

Словарь персоналий . . . . . . . . . . . . . . 90