Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
RU2337372C2 - Method for space geodetic network creation - Google Patents
[go: Go Back, main page]

RU2337372C2 - Method for space geodetic network creation - Google Patents

Method for space geodetic network creation Download PDF

Info

Publication number
RU2337372C2
RU2337372C2 RU2006101927/28A RU2006101927A RU2337372C2 RU 2337372 C2 RU2337372 C2 RU 2337372C2 RU 2006101927/28 A RU2006101927/28 A RU 2006101927/28A RU 2006101927 A RU2006101927 A RU 2006101927A RU 2337372 C2 RU2337372 C2 RU 2337372C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
space
geodetic
measurements
spacecraft
coordinates
Prior art date
Application number
RU2006101927/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006101927A (en
Inventor
Виталий Иванович Половников (RU)
Виталий Иванович Половников
Василий Валентинович Ильичев (RU)
Василий Валентинович Ильичев
Original Assignee
Виталий Иванович Половников
Василий Валентинович Ильичев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виталий Иванович Половников, Василий Валентинович Ильичев filed Critical Виталий Иванович Половников
Priority to RU2006101927/28A priority Critical patent/RU2337372C2/en
Publication of RU2006101927A publication Critical patent/RU2006101927A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2337372C2 publication Critical patent/RU2337372C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Navigation (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: claimed method concerns space geodesy and can be applied in space geodetic network (SGN) creation and in defining orbit parametres of mobile space objects (SO). Object of invention is extension of functional capacities of the method by accurate and expedient defining of mobile space object parametres by space triangulation method. System for implementation of method includes two interacting geodetic medium-altitude spacecrafts (MSC), land surveillance points (SP) of space geodetic network, high-altitude spacecrafts (HSC) of global navigation systems GLONASS (Russia) and NAVSTAR (USA), mobile space objects (SO) and optical electronic devices (telescope assemblies) installed onboard of each MSC and CCD matrixes used as photocells.
EFFECT: extended functional capacities of method of space geodetic network creation.
3 dwg

Description

Предлагаемый способ относится к области космической геодезии и может быть использован при создании космической геодезической сети (КГС) и для определения параметров орбит подвижных космических объектов (КО).The proposed method relates to the field of space geodesy and can be used to create a space geodetic network (CGS) and to determine the parameters of the orbits of moving space objects (KO).

Известны способы создания космической геодезической сети и определения параметров орбит подвижных космических объектов (патенты РФ №№2.040.860, 2.059.423, 2.081.436, 2.107.928, 2.107.929, 2.124.217, 2.153.700, 2.174.092, 2.247.945; патенты США №№3.336.585, 3.803.610, 3.883.812, 3.984.071, 4.688.092, 4.837.699; патент Великобритании №2.180.426; патент ЕР №0.763.714); Скубка Р.А. и др. Спутник у штурвала. - Л.: Судостроение, 1989 г., с.168; Бойков В.В.., Галазин В.Ф., Каплан Б.Л. и др. Опыт создания геоцентрической системы координат П3-90. - Ж:. Геодезия и картография, 1993 г., №11, с.17-21; Половников В.И. и др. Практическое применение звездных каталогов "FK-5" и "Hipparcos" при моделировании подсистем астрономического обеспечения, сообщ. ИПА РАН №97, СПб, 1996 г., 28 с.; Дж.Марш, Б.Дуглас, С.Клоско Координаты станций слежения, определенные по наблюдениям вспышек «Геос-1 и 2» в книге Использование искусственных спутников для геодезии. / Под ред. С.Хенриксена, А.Манчини, Б.Човица. - М.: Мир, 1975 г., и другие.Known methods for creating a space geodetic network and determining the orbits of moving space objects (RF patents Nos. 2,040.860, 2.059.423, 2.081.436, 2.107.928, 2.107.929, 2.124.217, 2.153.700, 2.174.092, 2.247.945; US patents Nos. 3,336.585, 3.803.610, 3.883.812, 3.984.071, 4.688.092, 4.837.699; UK patent No. 2.180.426; EP patent No. 0.763.714); Skubka R.A. et al. Satellite at the helm. - L .: Shipbuilding, 1989, p.168; Boykov V.V., Galazin V.F., Kaplan B.L. et al. Experience in creating a geocentric coordinate system P3-90. - F :. Geodesy and cartography, 1993, No. 11, pp. 17-21; Polovnikov V.I. et al. The practical application of stellar catalogs "FK-5" and "Hipparcos" in modeling subsystems of astronomical support, communication. IPA RAS No. 97, St. Petersburg, 1996, 28 pp .; J. Marsh, B. Douglas, S. Klosko Coordinates of tracking stations, determined from observations of outbreaks of "Geos-1 and 2" in the book Use of artificial satellites for geodesy. / Ed. S. Henriksen, A. Mancini, B. Chowitz. - M .: Mir, 1975, and others.

Из известных способов наиболее близким к предлагаемому является "Способ создания космической геодезической сети" (патент РФ №2.124.217, G 01 S 5/00, 1997), который и выбран в качестве прототипа.Of the known methods, the closest to the proposed is the "Method of creating a space geodetic network" (RF patent No. 2.124.217, G 01 S 5/00, 1997), which is selected as a prototype.

Известный способ обеспечивает повышение точности отнесения начала координат к центру масс Земли и определения взаимного положения пунктов космической геодезической сети за счет компенсации неравномерного распределения пунктов по поверхности Земли и неравномерного распределения измерений на длинных орбитальных дугах, но не позволяет определять параметры орбит подвижных космических объектов, т.е. не полностью реализует свои потенциальные возможности.The known method provides an increase in the accuracy of assigning the origin to the center of mass of the Earth and determining the relative position of points of the space geodetic network by compensating for the uneven distribution of points on the Earth’s surface and the uneven distribution of measurements on long orbital arcs, but it does not allow determining the parameters of the orbits of moving space objects, t. e. does not fully realize its potential capabilities.

Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей способа путем точного и оперативного определения параметров орбит подвижных космических объектов методом космической триангуляции.An object of the invention is to expand the functionality of the method by accurately and efficiently determining the parameters of the orbits of moving space objects using the space triangulation method.

Поставленная задача решается тем, что согласно способу создания космической геодезической сети, включающего дальномерные, доплеровские и фотографические измерения с пунктов космической геодезической сети на геодезический спутник и уравнивание этих измерений динамическим методом космической геодезии с разбиением совокупности всех измерений на группу измерений, равномерно распределенных на длинных орбитальных дугах для отнесения начала координат космической геодезической сети к центру масс Земли, и на группу измерений, отнесенных на короткие орбитальные дуги для уточнения взаимного положения пунктов космической геодезической сети, с включением в короткие дуги в качестве неизвестных элементов взаимного трансформирования решений по длинным и коротким дугам, при этом выполняют дополнительные дальномерные измерения между геодезическим спутником и спутником космической навигационной системы для заполнения разрывов в совокупности измерений на длинных орбитальных дугах и дальномерные измерения с части пунктов космической геодезической сети до спутников космической навигационной системы, используют второй геодезический космический аппарат, разнесенный по орбите от первого геодезического космического аппарата на некоторое линейное расстояние, и методом космической триангуляции определяют координаты подвижного космического объекта, для чего указанными выше дальномерными, доплеровскими и фотографическими измерениями уточняют базис между геодезическими космическими аппаратами, осуществляют привязку подвижного космического объекта к каталожным звездам, координаты которых точно определены в абсолютной системе координат, а углы между базисом и направлениями "геодезический космический аппарат - космический объект" измеряют бортовой оптико-электронной аппаратурой, установленной на борту каждого геодезического космического аппарата, по измеренным значениям базиса и двух углов определяют стороны измерительного треугольника, в вершинах которого в момент измерений находятся два геодезических космических аппарата и космический объект соответственно, и тем самым измеряют дальности между геодезическими космическими аппаратами и космическим объектом, по которым определяют радиус-вектор космического объекта в инерциальной системе координат в момент проведения измерений, дифференцируют по времени координаты космического объекта, полученные в серии измерений с заданным шагом, определяя тем самым вектор скорости космического объекта на заданный момент времени, по измеренным значениям радиус-вектора и вектора скорости космического объекта на заданный момент времени определяют параметры орбиты космического объекта.The problem is solved in that according to the method of creating a space geodetic network, including rangefinder, Doppler and photographic measurements from points of the space geodetic network to the geodetic satellite and the adjustment of these measurements by the dynamic method of space geodesy with the division of the totality of all measurements into a group of measurements uniformly distributed over long orbital arcs for assigning the origin of the space geodetic network to the center of mass of the Earth, and to a group of measurements assigned and short orbital arcs to clarify the relative position of points of the space geodetic network, including short arcs as unknown elements of mutual transformation of solutions along long and short arcs, while performing additional range-finding measurements between the geodesic satellite and the satellite of the space navigation system to fill the gaps together measurements on long orbital arcs and rangefinding measurements from part of the points of the space geodetic network to space satellites navigation system, use the second geodetic spacecraft, orbited from the first geodetic spacecraft by a certain linear distance, and the coordinates of a moving space object are determined by the method of space triangulation, for which the aforementioned rangefinder, Doppler and photographic measurements specify the basis between geodetic spacecraft, bind a moving space object to catalog stars, the coordinates of which are precisely determined in the absolute coordinate system, and the angles between the basis and the directions “geodetic spacecraft - space object” are measured by the on-board optoelectronic equipment installed on board each geodetic spacecraft, the sides of the measuring triangle are determined from the measured values of the basis and two angles at the vertices of which the moment of measurement are two geodetic spacecraft and a space object, respectively, and thereby measure the distance between the geodetic spacecraft and the space object, which determine the radius vector of the space object in the inertial coordinate system at the time of measurement, differentiate in time the coordinates of the space object obtained in a series of measurements with a given step, thereby determining the velocity vector of the space object at a given point in time, according to the measured values of the radius vector and the velocity vector of the space object at a given point in time determine the parameters of the orbit of the space object.

Предлагаемый способ практически реализуют следующим образом.The proposed method is practically implemented as follows.

Так как космические навигационные системы ГЛОНАСС (Россия) и НАВСТАР (США) в настоящее время существуют и функционируют, то для реализации предлагаемого способа достаточно установить на геодезических космических аппаратах приемники радиосигналов, излучаемых с навигационных высокоорбитальных космических аппаратов (ВКА), организовать периодический сброс накопленной измерительной информации с борта геодезических среднеорбитальных космических аппаратов (СКА) - (космических аппаратов - измерителей КАИ) на наземные пункты (НП) приема этой информации и разместить на части пунктов КГС дальномеры, используемые в настоящее время для наблюдений ВКА с контрольных измерительных пунктов космической навигационной системы.Since the GLONASS (Russia) and NAVSTAR (USA) space navigation systems currently exist and function, for the implementation of the proposed method, it is sufficient to install on the geodetic spacecraft receivers of radio signals emitted from navigation high-orbit spacecraft (VKA), organize a periodic reset of the accumulated measurement information from the geodetic medium-orbit spacecraft (SCA) - (spacecraft - KAI meters) to ground-based points (NP) receiving this information and place on a part of the KGS points the rangefinders currently used for observations of the spacecraft from the control measuring points of the space navigation system.

Так как высота орбиты Н навигационных спутников равна примерно 20000 км, а геодезических спутников 1000-1500 км, то обеспечивается видимость с каждого геодезического спутника 4-5 навигационных спутников.Since the height of the orbit H of the navigation satellites is approximately 20,000 km, and the geodetic satellites are 1000-1500 km, 4-5 navigation satellites are visible from each geodetic satellite.

Таким образом, навигационные ВКА в данном диапазоне выполняют функции дополнительных подвижных пунктов КГС, компенсирующих неравномерность расположения наземных пунктов и заполняющих разрывы в совокупности измерений, покрывающих орбиту СКА. Дополнительные дальномерные измерения с части пунктов КГС до ВКА способствуют лучшему согласованию координат пунктов КГС и параметров орбит всех спутников при уравнивании динамическим методом космической геодезии.Thus, navigational spacecraft in this range perform the functions of additional mobile stations of the CSC, compensating for the uneven location of ground stations and filling gaps in the set of measurements covering the orbit of the satellite. Additional rangefinding measurements from a part of the CGS points to the RCA contribute to a better coordination of the coordinates of the CGS points and the parameters of the orbits of all satellites when adjusting by the dynamic method of space geodesy.

Измерения между СКА и ВКА будут выполняться с более высокой точностью вследствие отсутствия влияния атмосферы и ослабления влияния ионосферы. Как показали результаты эксперимента по проекту TOPEX/POSEIDON (Nerem R.S., Lerch F.J., Marshall J.A. et al. Gravity model development for TOPEX/POSEIDON: Joint gravity models 1 and 2. Jorn Geophys. Res. v.99, №12, 1994, pp.421-447) и другие исследования, такое двухъярусное построение космического геодезического комплекса позволяет на порядок повысить точность отнесения начала координат к центру масс Земли и определения взаимного положения пунктов КГС.Measurements between SCA and SCA will be performed with higher accuracy due to the absence of atmospheric influence and weakening of the ionosphere. As the results of the TOPEX / POSEIDON project experiment showed (Nerem RS, Lerch FJ, Marshall JA et al. Gravity model development for TOPEX / POSEIDON: Joint gravity models 1 and 2. Jorn Geophys. Res. V.99, No. 12, 1994, pp.421-447) and other studies, such a two-tier construction of a space geodetic complex allows one to increase by an order of magnitude the accuracy of assigning the origin to the center of mass of the Earth and determining the relative position of CGS points.

Оптико-электронные приборы (сборки телескопов) устанавливаются на борту каждого СКА таким образом, чтобы их поля зрения образовали зону двойного обзора (фигура 1), в которую при движении СКА по орбите попадают заданные области высот околоземного космического пространства, где по своим орбитам движутся КО, фиксируемые на фотоприемниках (ПЗС-матрицах) СКА в случае их попадания в зону двойного обзора в виде точек на фоне звезд, являющихся неподвижными точечными излучателями света. Затворы оптико-электронных приборов с заданной частотой открываются одновременно на обоих СКА на время экспозиции ΔtЭ<1 секунды, чтобы избежать значительного смаза изображения точечных излучателей на ПЗС-матрицах за счет углового перемещения СКА и КО по своим орбитам. Чувствительность ПЗС-матриц оптико-электронных приборов определяется максимальным значением звездной величины

Figure 00000001
для звезд, записанных в звездном каталоге, при условии получения изображения звезды с
Figure 00000002
на ПЗС-матрицах с заданной надежностью за время экспозиции ΔtЭ на фоне шумов прибора и звездного неба. Каждый кадр, считанный с ПЗС-матрицы, представляет собой n пятен от точечных источников света (освещенных Солнцем КО и звезд),которые зафиксированы совместно с шумами ПЗС-матрицы и фоном звездного неба в приборной системе координат ПЗС-матрицы dПР, xПР, yПР.Optoelectronic devices (telescope assemblies) are installed on board each SCA in such a way that their fields of view form a double viewing zone (Figure 1), into which, when the SCA moves in orbit, the specified altitude regions of the near-Earth space enter where the spacecraft move in their orbits fixed on photodetectors (CCD matrices) of SKA if they fall into the double-vision zone in the form of points on the background of stars that are fixed point emitters of light. The gates of optoelectronic devices with a given frequency open simultaneously on both SCAs for the exposure time Δt E <1 second, in order to avoid significant blurring of the image of point emitters on CCD arrays due to the angular displacement of SCAs and CO in their orbits. The sensitivity of CCD arrays of optoelectronic devices is determined by the maximum magnitude
Figure 00000001
for stars recorded in the star catalog, subject to the image of a star with
Figure 00000002
on CCD matrices with a given reliability for the exposure time Δt E against the background of the noise of the device and the starry sky. Each frame read from the CCD matrix represents n spots from point light sources (KL illuminated by the Sun and stars), which are recorded together with the noise of the CCD matrix and the background of the starry sky in the instrument coordinate system of the CCD matrix d PR , x PR , y PR

Первичная обработка измерительной информации заключается в том, чтобы определить на фоне шумов центры световых пятен, получаемых от точечных излучателей света на ПЗС-матрице, т.е. определить координаты (xSI, ySI) каждого S-го источника излучения в момент измерения ti в системе координат ПЗС-матрицы.The primary processing of the measurement information is to determine the centers of the light spots obtained from the point light emitters on the CCD matrix against the background of the noise, i.e. determine the coordinates (x SI , y SI ) of each S-th radiation source at the time of measurement t i in the coordinate system of the CCD matrix.

Полученные в каждом кадре координаты (xSI, ySI) не представляют никакой ценности, если они не будут привязаны к той системе координат, в которой определяется движение КО, а также в том случае, если исследователь не может отличить звезду от подвижного КО.The coordinates (x SI , y SI ) obtained in each frame are of no value if they are not tied to the coordinate system in which the motion of the spacecraft is determined, and also if the researcher cannot distinguish the star from the moving spacecraft.

Селекция звезд среди всех точечных излучателей света производится в серии последовательных кадров, снятых с ПЗС-матрицы, на основании того признака, что все звезды, в отличие от подвижных КО, будут перемещаться в кадрах серии с одинаковыми угловыми скоростями, равными угловой скорости перемещения ПЗС-матрицы, неподвижно установленной на СКА, который перемещается с одинаковой угловой скоростью по круговой орбите. При этом относительные расстояния между звездами на ПЗС-матрице будут оставаться одинаковыми во всех кадрах серии. Естественно, что за счет поворота ПЗС-матрицы совместно с СКА в серии кадров какие-то новые звезды будут входить в очередной кадр, а какие-то ранее зафиксированные в предыдущих кадрах звезды будут выходить из очередного кадра. Из всех звезд, выделенных в конкретном кадре из серии, необходимо определить каталожные звезды, координаты которых известны с большой точностью во второй экваториальной системе координат. Выделение каталожных звезд в каждом кадре возможно лишь в том случае, если в момент времени ti, соответствующий измерению кадра, известно с достаточной степенью точности направление оптической оси телескопа (сборки телескопов) во второй экваториальной системе координат и относительные угловые расстояния между каталожными звездами, зафиксированными на ПЗС-матрице в этот же момент времени.Stars are selected among all point light emitters in a series of consecutive frames taken from the CCD matrix, on the basis of the sign that all stars, unlike moving KOs, will move in frames of the series with the same angular velocities equal to the CCD angular velocity matrix fixedly mounted on the SKA, which moves with the same angular velocity in a circular orbit. In this case, the relative distances between the stars on the CCD will remain the same in all frames of the series. Naturally, due to the rotation of the CCD matrix together with the SKA in a series of frames, some new stars will be included in the next frame, and some stars previously fixed in the previous frames will come out of the next frame. Of all the stars selected in a particular frame from the series, it is necessary to determine catalog stars whose coordinates are known with great accuracy in the second equatorial coordinate system. The selection of catalog stars in each frame is possible only if, at the time t i corresponding to the measurement of the frame, the direction of the optical axis of the telescope (assembly of telescopes) in the second equatorial coordinate system and the relative angular distances between the catalog stars recorded are known with a sufficient degree of accuracy on the CCD at the same time.

Поскольку координаты каталожных звезд (αS - прямое восхождение, δS - склонение звезды) определены во второй экваториальной системе координат, то и направление оптической оси телескопа должно определяться аналогичными углами (α0, δ0) в этой же системе координат. Это обстоятельство требует определения координат подвижных КО по времени (αКО, δКО) также во второй экваториальной системе координат, т.е. получения в момент времени ti координат подвижных КО [αКО(ti), δКО(ti)] относительно расположения каталожных звезд в кадре ПЗС-матрицы в момент проведения измерения ti.Since the coordinates of catalog stars (α S - right ascension, δ S - declination of the star) are determined in the second equatorial coordinate system, the direction of the optical axis of the telescope should be determined by similar angles (α 0 , δ 0 ) in the same coordinate system. This circumstance requires the determination of the coordinates of the moving KOs in time (α KO , δ KO ) also in the second equatorial coordinate system, i.e. receiving at the time t i coordinates of the moving CW [α KO (t i ), δ KO (t i )] relative to the location of the catalog stars in the frame of the CCD matrix at the time of measurement t i .

За период обращения СКА по круговой орбите оси приборной системы координат dПР, xПР, yПР, жестко связанные с ПЗС-матрицей и корпусом СКА, совершают полный оборот в абсолютном пространстве. В связи с этим при проведении привязки подвижных КО к каталожным звездам необходимо определить в момент ti угол разворота φP вертикальной плоскости ПЗС-матрицы (dПР, yПР) относительно плоскости круга склонения оптической оси телескопа dПР (фигура 2).During the rotation of the SCA along the circular orbit of the axis of the instrument coordinate system, d PR , x PR , y PR , rigidly connected to the CCD matrix and the SKA case, make a complete revolution in absolute space. In this regard, when conducting the binding of moving TOs to catalog stars, it is necessary to determine at the moment t i the rotation angle φ P of the vertical plane of the CCD matrix (d PR , y PR ) relative to the plane of the declination circle of the optical axis of the telescope d PR (figure 2).

Следовательно, для текущей привязки подвижных КО определения координат [(αКО(ti), δКО(ti)] к каталожным звездам с координатами (αSj, δSj) необходимо:Therefore, for the current binding of moving FBs to determining the coordinates [(α KO (t i ), δ KO (t i )] to catalog stars with coordinates (α Sj , δ Sj ), it is necessary:

1. Определить координаты центров пятен всех точечных источников излучения [xS(ti), yS(ti)] в приборной системе координат dПР; хПР, уПР.1. Determine the coordinates of the spot centers of all point radiation sources [x S (t i ), y S (t i )] in the instrument coordinate system d PR ; x PR , PR .

2. В серии последовательных кадров произвести селекцию звезд среди всех точечных излучателей света, зафиксированных на ПЗС-матрице.2. In a series of consecutive frames, select stars among all point light emitters fixed on a CCD.

3. Определить с достаточной точностью направление оптической оси телескопа (сборки телескопов) в момент проведения измерения ti во второй экваториальной системе координат [αО(ti), δО(ti)].3. To determine with sufficient accuracy the direction of the optical axis of the telescope (assembly of telescopes) at the time of measurement t i in the second equatorial coordinate system [α О (t i ), δ О (t i )].

4. Определить угол разворота φP вертикальной плоскости приборной системы координат относительно плоскости круга склонения оптической оси телескопа в момент ti.4. Determine the angle of rotation φ P of the vertical plane of the instrument coordinate system relative to the plane of the declination circle of the optical axis of the telescope at time t i .

5. Определить каталожные звезды и их координаты αS(ti), δS(ti) среди всех звезд, попавших в кадр ПЗС-матрицы в момент ti.5. Determine the catalog stars and their coordinates α S (t i ), δ S (t i ) among all the stars that fell into the frame of the CCD matrix at time t i .

6. Привязать координаты подвижных источников излучения к каталожным звездам, т.е. получить координаты КО αКО(ti), δКО(ti), попавших в кадр ПЗС-матрицы в момент ti.6. Bind the coordinates of mobile radiation sources to catalog stars, ie get the coordinates of KO α KO (t i ), δ KO (t i ) that fell into the frame of the CCD matrix at time t i .

На этом заканчивается обработка конкретных кадров ПЗС-матрицы, выходом которой являются координаты αКО(ti), δКО(ti) подвижных источников излучений во второй экваториальной системе координат. Остальная информация, зафиксированная в кадрах ПЗС-матрицы в момент ti (координаты всех звезд), не имеет значения для проведения дальнейшей обработки измерительной информации, поэтому она может быть уничтожена.This completes the processing of specific frames of the CCD matrix, the output of which is the coordinates α KO (t i ), δ KO (t i ) of mobile radiation sources in the second equatorial coordinate system. The rest of the information recorded in the frames of the CCD matrix at the time t i (coordinates of all stars) does not matter for further processing of the measurement information, therefore it can be destroyed.

Все перечисленные задачи должны решаться на борту СКА, причем определение центров световых пятен точечных источников излучения производится с помощью встроенных в оптико-электронные приборы микропроцессоров, а определение координат подвижных КО, попавших в кадры ПЗС-матрицы, необходимо проводить на мощном бортовом компьютере, хранящем в своей памяти сведения о технологических данных бортового оборудования СКА, звездном каталоге, текущих координатах СКА в абсолютной геоцентрической экваториальной системе координат и др.All these tasks must be solved onboard the SKA, and the centers of light spots of point radiation sources are determined using microprocessors built into the optoelectronic devices, and the coordinates of the moving optical sensors that are in the frames of the CCD matrix must be determined on a powerful on-board computer stored in information about technological data of SKA avionics, star catalog, current SKA coordinates in the absolute geocentric equatorial coordinate system, etc.

CKA1(КАИ1) и СКА2(КАИ2), создающие зону двойного обзора (фигура 1), должны иметь между собой постоянно действующий канал связи для передачи на ведущий СКА1 пар координат КО αКО(ti), δКО(ti), полученных на ведомом СКА2 в момент ti.CKA 1 (KAI 1 ) and SKA 2 (KAI 2 ), creating a double-view zone (Figure 1), must have a permanent communication channel between them to transmit to the leading SKA 1 pairs of coordinates KO α KO (t i ), δ KO ( t i ) received on the slave SKA 2 at the time t i .

Поскольку координаты подвижного КО αКО(ti), δКО(ti) измеряются бортовой аппаратурой CKA1 и СКА2 на фоне различных участков звездного неба (относительно каталожных звезд), то на ведущем CKA1 должна решаться задача о том, что КО, зафиксированный в один и тот же момент времени ti на ПЗС-матрицах CKA1 и СКА2, принадлежит зоне двойного обзора и позволяет построить измерительный треугольник C1OC2 (фигура 3), в котором сумма угловSince the coordinates of the moving KO α KO (t i ), δ KO (t i ) are measured by the on-board equipment CKA 1 and SKA 2 against the background of different parts of the starry sky (relative to catalog stars), then the task that the KO should be solved on the leading CKA 1 fixed at the same time t i on the CKA-matrices CKA 1 and СКА 2 belongs to the double-view zone and allows to construct a measuring triangle C 1 OC 2 (figure 3), in which the sum of the angles

α12+Δ=π,α 1 + α 2 + Δ = π,

где α1 - угол между линейной измерительной базой

Figure 00000003
и вектором дальности
Figure 00000004
между КАИ1 и космическим объектом;where α 1 is the angle between the linear measuring base
Figure 00000003
and range vector
Figure 00000004
between KAI 1 and the space object;

α2 - угол между базой

Figure 00000005
и вектором дальности
Figure 00000006
между КАИ2 и космическим объектом;α 2 - the angle between the base
Figure 00000005
and range vector
Figure 00000006
between KAI 2 and the space object;

Δ - угол между векторами

Figure 00000007
и
Figure 00000008
при вершине измерительного треугольника, где находится измеряемый космический объект.Δ is the angle between the vectors
Figure 00000007
and
Figure 00000008
at the top of the measuring triangle, where the measured space object is located.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет не только повысить точность отнесения начала координат к центру масс Земли и определения взаимного положения пунктов космической геодезической сети за счет компенсации неравномерного распределения пунктов по поверхности Земли и неравномерного распределения измерений на длинных орбитальных дугах, но и обеспечивает точное и оперативное определение параметров орбит подвижных космических объектов методом космической триангуляции на коротких мерных интервалах (порядка 10-20 секунд), чего не позволяет сделать метод проведения угломерных измерений подвижных космических объектов с одного геодезического космического аппарата, тем самым функциональные возможности известного способа расширены.Thus, the proposed method in comparison with the prototype allows not only to increase the accuracy of assigning the origin to the center of mass of the Earth and determine the relative position of points of the space geodetic network by compensating for the uneven distribution of points on the Earth’s surface and the uneven distribution of measurements on long orbital arcs, but also provides accurate and operational determination of the parameters of the orbits of moving space objects by the method of space triangulation at short dimensional intervals (from yadka 10-20 seconds), which does not allow the method of the goniometric measurements of moving space objects from one geodetic spacecraft, thus the functionality of the known method expanded.

Claims (1)

Способ создания космической геодезической сети, включающий дальномерные, доплеровские и фотографические измерения с пунктов космической геодезической сети на геодезический спутник и уравнивание этих измерений динамическим методом космической геодезии с разбиением совокупности всех измерений на группу измерений, равномерно распределенных на длинных орбитальных дугах для отнесения начала координат космической геодезической сети к центру масс Земли, и на группу измерений, отнесенных на короткие орбитальные дуги для уточнения взаимного положения пунктов космической геодезической сети, с включением в короткие дуги в качестве неизвестных элементов взаимного трансформирования решений по длинным и коротким дугам, при этом выполняют дополнительные дальномерные измерения между геодезическим спутником и спутниками космической навигационной системы для заполнения разрывов в совокупности измерений на длинных орбитальных дугах и дальномерные измерения с части пунктов космической геодезической сети до спутников космической навигационной системы, отличающийся тем, что используют второй геодезический космический аппарат, разнесенный по орбите от первого геодезического космического аппарата на некоторое линейное расстояние, и методом космической триангуляции определяют координаты подвижного космического объекта, для чего указанными выше дальномерными, доплеровскими и фотографическими измерениями уточняют базис между геодезическими космическими аппаратами, осуществляют привязку подвижного космического объекта к каталожным звездам, координаты которых точно определены в абсолютной системе координат, а углы между базисом и направлениями "геодезический космический аппарат - космический объект" измеряют бортовой оптико-электронной аппаратурой, установленной на борту каждого геодезического космического аппарата, по измеренным значениям базиса и двух углов определяют стороны измерительного треугольника, в вершинах которого в момент измерений находятся два геодезических космических аппарата и космический объект соответственно, и тем самым измеряют дальности между геодезическими космическими аппаратами и космическим объектом, по которым определяют радиус-вектор космического объекта в инерциальной системе координат в момент проведения измерений, дифференцируют по времени координаты космического объекта, полученные в серии измерений с заданным шагом, определяя тем самым вектор скорости космического объекта на заданный момент времени, по измеренным значениям радиус-вектора и вектора скорости космического объекта на заданный момент времени определяют параметры орбиты космического объекта.A method of creating a space geodetic network, including rangefinder, Doppler and photographic measurements from points of the space geodetic network to a geodetic satellite and the adjustment of these measurements by the dynamic method of space geodesy with the division of the totality of all measurements into a group of measurements uniformly distributed on long orbital arcs to refer the origin of the coordinates of the space geodesic network to the center of mass of the Earth, and to a group of measurements assigned to short orbital arcs to clarify the reciprocal the position of the points of the space geodetic network, with the inclusion in short arcs as unknown elements of mutual transformation of solutions for long and short arcs, while doing additional range-finding measurements between the geodetic satellite and the satellites of the space navigation system to fill the gaps in the totality of measurements on long orbital arcs and rangefinding measurements from part of the points of the space geodetic network to the satellites of the space navigation system, characterized in that using the second geodetic spacecraft, orbited from the first geodetic spacecraft by a certain linear distance, and using the space triangulation method, determine the coordinates of a moving space object, for which the aforementioned rangefinding, Doppler and photographic measurements specify the basis between geodetic spacecraft, and the mobile space objects to catalog stars whose coordinates are precisely defined in the absolute coordinate system the distance, and the angles between the basis and the directions “geodetic spacecraft - space object” are measured by the on-board optoelectronic equipment installed on board each geodetic spacecraft, from the measured values of the basis and two angles determine the sides of the measuring triangle at the vertices of which at the time of measurement two geodetic spacecraft and a space object, respectively, and thereby measure the distance between the geodetic spacecraft and the space object , which determine the radius vector of a space object in an inertial coordinate system at the time of measurement, differentiate in time the coordinates of the space object obtained in a series of measurements with a given step, thereby determining the velocity vector of the space object at a given time, according to the measured values of the radius the vector and velocity vector of a space object at a given point in time determine the orbit parameters of a space object.
RU2006101927/28A 2006-01-17 2006-01-17 Method for space geodetic network creation RU2337372C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006101927/28A RU2337372C2 (en) 2006-01-17 2006-01-17 Method for space geodetic network creation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006101927/28A RU2337372C2 (en) 2006-01-17 2006-01-17 Method for space geodetic network creation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006101927A RU2006101927A (en) 2007-07-27
RU2337372C2 true RU2337372C2 (en) 2008-10-27

Family

ID=38431550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006101927/28A RU2337372C2 (en) 2006-01-17 2006-01-17 Method for space geodetic network creation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2337372C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2423720C1 (en) * 2010-03-01 2011-07-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Рубин" (ОАО "НПП "Рубин") Target triangulation method
RU2660113C1 (en) * 2017-09-26 2018-07-05 Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы") Global multifunctional info-communication satellite system

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3803610A (en) * 1969-08-01 1974-04-09 Teledyne Inc Iso-phase navigation system
US3984071A (en) * 1974-08-29 1976-10-05 Trw Inc. Satellite nutation attenuation apparatus
GB2180426A (en) * 1985-09-13 1987-03-25 Stc Plc Satellite navigation systems
US4688092A (en) * 1986-05-06 1987-08-18 Ford Aerospace & Communications Corporation Satellite camera image navigation
US4837699A (en) * 1985-07-18 1989-06-06 Hughes Aircraft Company Method for controlling the spin axis attitude of a spinning spacecraft
RU2107928C1 (en) * 1986-03-07 1998-03-27 Товарищество с ограниченной ответственностью "Астрам" Process for selection of object against background of stars
RU2124217C1 (en) * 1997-05-06 1998-12-27 29-й Научно-исследовательский институт МО РФ Process of formation of space geodetic network
RU2174092C2 (en) * 1999-04-13 2001-09-27 Войсковая часть 75117 Doppler method of determining coordinates of emergency object by elevation angle and time
RU2247945C1 (en) * 2003-06-09 2005-03-10 Военный инженерно-космический университет им. А.М. Можайского Method of orientation of spacecraft

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3803610A (en) * 1969-08-01 1974-04-09 Teledyne Inc Iso-phase navigation system
US3984071A (en) * 1974-08-29 1976-10-05 Trw Inc. Satellite nutation attenuation apparatus
US4837699A (en) * 1985-07-18 1989-06-06 Hughes Aircraft Company Method for controlling the spin axis attitude of a spinning spacecraft
GB2180426A (en) * 1985-09-13 1987-03-25 Stc Plc Satellite navigation systems
RU2107928C1 (en) * 1986-03-07 1998-03-27 Товарищество с ограниченной ответственностью "Астрам" Process for selection of object against background of stars
US4688092A (en) * 1986-05-06 1987-08-18 Ford Aerospace & Communications Corporation Satellite camera image navigation
RU2124217C1 (en) * 1997-05-06 1998-12-27 29-й Научно-исследовательский институт МО РФ Process of formation of space geodetic network
RU2174092C2 (en) * 1999-04-13 2001-09-27 Войсковая часть 75117 Doppler method of determining coordinates of emergency object by elevation angle and time
RU2247945C1 (en) * 2003-06-09 2005-03-10 Военный инженерно-космический университет им. А.М. Можайского Method of orientation of spacecraft

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Бойков В.В., Галазин В.Ф., Каплан Б.Л. и др. Опыт создания геоцентрической системы координат ПЗ-90. - Геодезия и картография, 1993, №11, с.17-21. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2423720C1 (en) * 2010-03-01 2011-07-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Рубин" (ОАО "НПП "Рубин") Target triangulation method
RU2660113C1 (en) * 2017-09-26 2018-07-05 Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы") Global multifunctional info-communication satellite system

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006101927A (en) 2007-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110108984B (en) Spatial relationship synchronization method for multiple sensors in power line patrol lidar system
EP2353024B1 (en) Method for geolocating an object by multitelemetry
US6622970B2 (en) Method and apparatus for autonomous solar navigation
Amzajerdian et al. Lidar systems for precision navigation and safe landing on planetary bodies
Christian et al. Review of options for autonomous cislunar navigation
US9383210B2 (en) Image navigation and registration (INR) transfer from exquisite systems to hosted space payloads
Tadono et al. Calibration and validation of PRISM onboard ALOS
RU2692350C1 (en) Method for high-accuracy positioning of apparatus on moon surface and device for its implementation
CN1959430A (en) Precision orbit determination system and implementing method for satellites in middle and low orbits
RU2729339C1 (en) Method for determination of spacecraft orbit
RU2337372C2 (en) Method for space geodetic network creation
Magruder et al. ICESat geolocation validation using airborne photography
US11307035B1 (en) Orientation and navigation apparatus
Nanda et al. Review of Episodic Voyage of Engineering Surveying and Cartography in India
RU2712781C1 (en) Method of capturing images of an underlying surface from an orbital spacecraft
Haustein Effects of the Theory of Relativity in the GPS
Hounam et al. The shuttle radar topography mission (SRTM)
Jevnikar Sun Sensor Geolocalization System: Field Testing and Navigational Application
Carter Principles of GPS
JPH10197244A (en) Earth shape measurement device
Jingnan On Applications of Selenodesy to Lunar Detection
Кузьмина Английский язык
Gökay et al. The effect of baseline on the uncertainties of range determination performed by two-site astrometric observations: A sample case for the triangulation method: TURKSAT 3A and TURKSAT 4A
Cramer et al. Data capture
CN120141451A (en) A method of astronomical positioning and navigation based on optical observation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090118