Космическое вычесление гравитационного поля Земли

Космическое вычесление гравитационного поля Земли11.06.2015г.

Космическое вычесление гравитационного поля Земли

Гравитационного поля нашей планетыС запуском спутников начали развиваться и использоваться космические методы определения и вычесления гравитационного поля. При динамическом методе, по измерениям с наземных пунктов определяются координаты спутника. Параметры гравитационного поля определяются путем решения главной задачи, чтобы обеспечивалось наибольшее приближение расчетных положений спутника на траектории к измеренным. При высокоточном определении траектории движения над всеми областями Земли этот метод позволяет с высокой точностью определить параметры гравитационного поля.
Для исключения влияния на траекторию движения возмущающих факторов, таких как сопротивление атмосферы, воздействия солнечного давления, магнитного поля, спутник создается компактным и правильной формы. Так, французский спутник Старлет имеет массу 50 кг при диаметре сферы 0,24 м;
американский Лагеос имеет массу 400 кг при диаметре сферы 0,6 м.
Ошибка измерения положений спутника на орбите должна быть в 3...10 раз меньше, чем требуемое уточнение высоты геоида. Так, если необходимо уточнять высоту геоида до 1 м, точность измерений должна быть выше 0,3 м. Такая точность может быть обеспечена лазерными дальномерами, как это реализовано при работе со спутниками Старлет и Лагеос.
Наибольшая чувствительность траектории движения спутника к аномалиям гравитационного поля обеспечивается при низких высотах полета. Сравнительно небольшое расстояние спутника в этом случае до аномальных масс в теле Земли, особенно в подспутниковых областях, способствует значительным воздействиям последних на траекторию полета.
Вместе с тем на низких орбитах значительно сопротивление атмосферы даже при высокой компактности конструкции спутника, что затрудняет выделение на их фоне аномальных воздействий гравитационного поля.
Кроме того, использование низких орбит связано с необходимостью иметь густую сеть наземных измерительных станций с тем, чтобы провести измерения над всеми областями Земли. Особенно важно получить информацию об аномалиях сил тяжести над акваториями океанов, где гравитационное поле изучено наиболее слабо.
С увеличением высоты спутника уменьшается возмущающее воздействие атмосферы и возрастает зона видимости. При высоте полета 3000км это сопротивление уменьшается на десять порядков по отношению к высоте полета 200км, а зона видимости возрастает с 1500км до 8000км. Вместе с тем с ростом высоты уменьшаются составляющие силы притяжения от аномальных масс. Это уменьшение весьма значительно.
Такая взаимосвязь между приращениями потенциала и скорости указывает на эффективность определения приращений потенциала по приращениям скорости спутника. Однако уточняемые величины весьма малы, малы и соответствующие им величины. Они зависят от номера п уточняемого члена разложения потенциала.
Измерение таких малых приращений скорости спутника на фоне сравнительно большой скорости его движения в течение длительного времени на протяженных участках траектории движения является наиболее сложной технической проблемой. Отношение фоновой скорости и измеряемой величины превосходит 108 раз.
Улучшение условий измерений приращений скорости Л К спутников достигается при установке измерительной аппаратуры на космическом аппарате. Так, при идентичности круговых орбит двух спутников измеряемого и измерителя и их незначительном разнесении по орбите измерительные условия становятся идеальными как в смысле продолжительности (непрерывно), так и величины фоновой относительной скорости (теоретически она равна нулю).
Поэтому между такими спутниками возникнут относительные перемещения. Эти параметры относительного движения по величине сравнимы с приращениями соответствующих параметров для каждого из спутников.
Принципиальные трудности имеют место и в рассматриваемых комфортных условиях измерения относительных скоростей с требуемыми точностями, что соответствует влиянию членов потенциала соответственно. Так, для получения точности 10-5 м/с при расстоянии между спутниками 106м необходима бортовая система времени с уходом не более 10 за секунду. С учетом длительности интервалов между коррекциями бортового времени по высокоточным наземным средствам стабильность бортовых генераторов должна быть более высокой. Так, при одноразовой суточной коррекции эта стабильность должна быть выше на пять порядков. При коррекции на каждом витке, длина волны измерительного устройства не должна превосходить 1СГ5 м. Это означает, что при использовании оптического диапазона длин волн и наличии стабильного бортового генератора частоты с уходом 10-14 за секунду принципиально возможно уточнение потенциала.
Для обеспечения точности измерений относительной скорости 5-10 м/с бортовая система единого времени должна обеспечивать относительную нестабильность за одну секунду. С учетом длительности интервалов между коррекциями времени стабильность генератора должна быть высокой, и находится на пределе физических возможностей стандартов времени. Длина волны должна быть меньшей, т.е. использоваться жесткий рентгеновский или гамма-диапазон. Все это говорит о принципиальных трудностях реализации таких высокоточных измерений, а следовательно, и о принципиальных трудностях уточнения потенциала.

При малых значениях измеряемых величин необходимы мероприятия по уменьшению влияния возмущающих воздействий на взаимное движение спутников и прежде всего сопротивления атмосферы и воздействия магнитного поля. В этом случае возможны заметные возмущающие воздействия за счет неравномерной плотности атмосферы и напряженности магнитного поля по орбите спутников.



1÷8 ][ 9÷16 ][ 17÷24 ][ 25÷32 ][ 33÷40 ][ 41÷48 ][ 49÷56 ][ 57÷64 ][ 65÷72 ][ 73÷80 ][ 81÷88 ][ 89÷96 ][ 97÷104 ][ 105÷112 ][ 113÷120 ][ 121÷128 ][ 129÷136 ][ 137÷144 ][ 145÷152 ][ 153÷160 ][ 161÷168 ][ 169÷176 ][ 177÷184 ][ 185÷192 ][ 193÷200 ][ 201÷208 ][ 209÷216 ][ 217÷224 ][ 225÷232 ][ 233÷240 ][ 241÷248 ][ 249÷256 ][ 257÷264 ][ 265÷272 ][ 273÷280 ][ 281÷288 ][ 289÷296 ][ 297÷304 ][ 305÷312 ][ 313÷320 ][ 321÷328 ][ 329÷336 ]

 

«… 

«…

«…

«…

 
HDTV  VIVA      
@Mail.ru  Rambler's Top100
, , , , , . , .