Исследование методов определения геодезических координат с использованием спутниковых навигационных систем

• Автор: Таран, Василий Васильевич
• Шифр специальности: 05.24.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1994
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 215 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЫСОКОТОЧНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОРБИТ НА ВИГАЦИОННЫХ ИСЗ И КООРДИНАТ ПУНКТОВ НАБЛЮДЕНИЙ.

1.1. СИСТЕМЫ КООРДИНАТ И ВРЕМЕНИ.

1.1.1. Системы координат.

1.1.2. Системы времени.

1.2. УРАВНЕНИЕ СВЯЗИ И ЕГО ЛИНЕАРИЗАЦИЯ. УРАВНЕНИЕ ПОПРАВОК.

1.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАТРИЦ ЧАСТНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ИЗМЕРЕННОЙ ВЕЛИЧИНЫ ПО ТЕКУЩИМ КООРДИНАТАМ И СОСТАВЛЯЮЩИМ СКОРОСТИ ИСЗ i, ПО КООРДИНАТАМ ОПРЕДЕЛЯЕМОГО ПУНКТА
1.4. ВЕКТОРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ОРБИТЫ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАТРИЦЫ ЧАСТНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ОТ ТЕКУЩИХ КООРДИНАТ И СОСТАВЛЯЮЩИХ СКОРОСТИ ИСЗ ПО ТЕКУЩИМ ЭЛЕМЕНТАМ ОРБИТЫ Е .

1.5. МАТРИЦАНТ . ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА И МЕТОДЫ РАСЧЕТА.

1.6. ЧИСЛЕННОЕ ИНТЕГРИРОВАНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ ДВИЖЕНИЯ. МЕТОД ЭВЕРХАРТА

1.7. УТОЧНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЧИСЛЕННОГО ИНТЕГРИРОВАНИЯ
1.8. УРАВНИВАНИЕ В ОРБИТАЛЬНЫХ МЕТОДАХ КОСМИЧЕСКОЙ ГЕОДЕЗИИ. НЬЮТОНОВСКИЙ ИТЕРАЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС.
2. АЛГОРИТМЫ И МЕТОДЫ ВЫСОКОТОЧНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОРБИТ НАВИГАЦИОННЫХ ИСЗ И ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ КООРДИНАТ ПУНКТОВ НАБЛЮДЕНИЙ.
2.1. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ УТОЧНЕНИЕ ОРБИТЫ НИСЗ.
2.1.1. Математическая модель дифференциального уточнения орбиты НИСЗ.
стр.
2.1.2. Ковариационная матрица результатов непосредственных измерений
2.1.3. Алгоритм преобразования ковариационных матриц начальных условий движения НИСЗ.
2.2. НЕПОСРЕДСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ КРИВОЛИНЕЙНЫХ КООРДИНАТ ПУНКТА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ НИСЗ.
2.2.1. Прямое решение по трем псевдодальностям
2.2.2. Дифференциальные формулы измеряемых навигационных параметров как функций геодезических криволинейных координат.
2.2.3. Математическая модель уточнения геодезических криволинейных координат пункта и оценивание по методу наименьших квадратов
2.3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА ТРАНСЛОКАЦИИ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ КООРДИНАТ ПУНКТОВ ПО НАБЛЮДЕНИЯМ НИСЗ
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ГЕОДЕЗИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НАВИГАЦИОННЫХ ИСЗ.
3.1. ЦЕЛЬ И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА УТОЧНЕНИЯ НАЧАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ДВИЖЕНИЯ НИСЗ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ПРИМЕНЕНИЯ МНОГОПУНКТОВОГО МЕТОДА
3.2.1. Исходные данные для проведения исследований.
3.2.2. Результаты математического моделирования исследуемого процесса и их анализ.
3.3. ИССЛЕДОВАНИЕ МНОГОПУНКТОВОГО МЕТОДА И ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ ОДНОПУНКТОВОГО МЕТОДА ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО УТОЧНЕНИЯ ОРБИТ НАВИГАЦИОННЫХ ИСЗ ПО РЕ
стр.
ЗУЛЫАТАМ ДАЛЬНОМЕРНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ.
3.3.1. Исходные данные для математического моделирования и оценки точности
3.3.2. Точностные параметры и корреляционный анализ уточненных многопунктовым методом элементов орбиты НИСЗ
3.3.3. Исследование возможностей применения однопунктового метода для уточнения орбит НИСЗ
3.3.4. Выводы.
3.4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТНЫХ ПАРАМЕТРОВ МЕТОДА ТРАНСЛОКАЦИИ ПРИ .ОПРЕДЕЛЕНИИ КООРДИНАТ ПУНКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАВИГАЦИОННЫХ ИСЗ
3.4.1. Моделирование процесса транслокации
3.4.2. Результаты проведенных исследований, их анализ и выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Использование для передачи координат ИСЗ с высокими орбитами типа ГЛОНАСС или хотя и имеет недостаток, заключающийся в несколько худших геометрических условиях, но возможность наблюдения НИСЗ с пунктов, разнесенных на значительно большие расстояния, чем это предполагается для ИСЗ типа , или Цикада, Транзит, на значительно больших временных интервалах в течение каждой видимости и при наличии высокоточной лазерной и радиотехнической аппаратуры позволяет определить положение пунктов относительно исходных с высокой точностью что будет показано в 3 гл
Таким образом, совершенствование аппаратуры наблюдений, методов обработки измерительной информации, создание принципиально новых спутниковых радионавигационных систем открыли новые возможности применения навигационных ИСЗ при решении научных и народнохозяйственных задач. Анализ работ, посвященных исследованию условий определения орбит ИСЗ и решению координатных задач геодезии, показал недостаточную проработанность вопросов, касающихся определения оптимальных условий реализации многопунктового метода дифференциального уточнения орбит навигационных ИСЗ системы ГЛОНАСС, возможностей применения однопунктового метода для высокоточного определения параметров движения НИСЗ, условий применения метода транслокации для передачи геодезических координат с известных пунктов на определяемый с использованием НИСЗ, а также непосредственного определения положений пунктов в геодезической криволинейной системе координат по наблюдениям НИСЗ. Цель диссертационной работы исследование методов геодезического использования спутниковых навигационных систем, обеспечивающих оптимальную точность определения элементов орбит навигационных ИСЗ и координат наземных пунктов. ИСЗ. Первая глава посвящена теоретическим основам высокоточного определения орбит НИСЗ и координат пунктов наблюдений. Рассмотрены системы координат и времени, уравнение связи и его линеаризация, уравнение поправок орбитальных методов, способы определения матриц частных производных при составлении уравнений поправок, методы интегрирования дифференциальных уравнений движения и процедура уравнивания с использованием ньютоновского итерационного процесса. НИСЗ многопунктовым и однопунктовым методами, алгоритм непосредственного определения геодезических криволинейных координат пункта по результатам радиотехнических наблюдений НИСЗ с предварительным определением координат из прямого решения по трем псевдодальностям, алгоритм определения координат пункта методом транслокации с использованием НИСЗ. При этом применена теория, рассмотренная в первой главе. В третьей главе изложены результаты исследований по определению оптимальных условий реализации многопунктового метода уточнения орбит НИСЗ, исследований многопунктового метода и возможностей применения однопунктового метода для высокоточного определения орбит НИСЗ и исследований метода транслокации при определении геодезических координат пунктов с использованием НИСЗ. В заключении сделаны выводы по результатам исследований. Приведены данные об апробации полученных результатов. При решении задач космической геодезии важное место занимает выбор систем координат и времени, причем этот выбор зависит от конкретной поставленной задачи. Рассмотрим основные системы координат и времени, применяемые при реализации орбитальных методов космической геодезии. Положение объекта в геодезической криволинейной системе координат однозначно задается геодезической широтой В, геодезической долготой и геодезической высотой Я 1,5,6,. Эта система координат определяется геодезическими координатами В0, В0, И
исходного пункта, большой полуосью а и первым эксцентриситетом е эллипсоида, принятого в качестве поверхности относимости. Обратный переход от прямоугольных к криволинейным геодезическим координатам осуществляется на основании соотношений
, 1. Н 1 е2. Геодезическая широта В определяется по формуле 1. В можно вычислить по формуле
Ьв . Гринвичская система координат является земной геоцентрической системой координат, жестко фиксированной в теле Земли 1,2,. Начало 0 этой системы координат лежит в центре масс Земли.