Геодезические искусственные спутники Земли
Крупенко М.Ю, Андреева Н В.
БГТУ имени В.Г. Шухова
Белгород, Россия
По своему целевому назначению ИСЗ можно подразделить на исследовательские, метеорологические, навигационные, связные и геодезические.
Для геодезических целей в принципе могут использоваться различные ИСЗ, относящиеся ко всем группам, однако наиболее ценные для геодезии и смежных с ней отраслей знаний данные могут быть получены в результате наблюдений специальных геодезических спутников.
Спутник может быть использован для целей геодезии, если он отвечает определенным требованиям. Такой спутник должен иметь:
* форму, близкую к сферической;
* 2) поверхность, характеризующуюся большим коэффициентом
отражения (для пассивных ИСЗ);
* 3) возможно большее отношение массы к площади поперечного сечения (в динамическом и орбитальном методах);
* 4) ограниченные определенными пределами параметры орбиты;
* 5) специальное бортовое оборудование (для активных ИСЗ).
Исключение составляют спутники - баллоны, для которых характерна малая величина отношения масса/поверхность и которые могут использоваться только при синхронных наблюдениях, когда не требуется знать точно геоцентрические координаты спутника.
Используемые для целей геодезии спутники должны иметь орбиты с эксцентриситетом 0,02-0,05 и во всяком случае, как правило, не более 0,1. Высота перигея орбиты должна заключаться между 1000-4000 км. Она не должна быть менее 500-800 км, так как в этом случае возникают существенные трудности при учете сопротивления атмосферы, кроме того, для обеспечения одной и той же территории при малой высоте спутника требуется большее число станций наблюдений. Наконец, чем меньше высота спутника, тем больше его видимая скорость, что осложняет производство наблюдений.
Недопустимо и значительное увеличение высоты перигея, так как в этом случае действие отдельных гармоник гравитационного поля Земли на движение ИСЗ начинает сглаживаться, таким образом, спутник становится малопригодным для динамических исследований. Усиливается гравитационное действие на движение ИСЗ Луны и Солнца и осложняется учет этих влияний.
В зависимости от характера решаемых задач требования к ГИСЗ будут равными.
При решении геометрических задач для обеспечения большей территории целесообразно использовать спутники с большими наклонениями (60-80°) и высотами перигея порядка 3000-4000 км, что уменьшает возмущающее действие гравитационного поля Земли. При этом желательна практически круговая орбита.
Решение динамических задач требует использования ИСЗ с разными параметрами орбит и в первую очередь с разными высотами и наклонениями. Орбиты должны быть достаточно чувствительны к определяемым гравитационным параметрам и не чувствительны к влияниям, в том числе и гравитационным, которые трудно определить из наблюдений ИСЗ.
В орбитальном методе важно обеспечить минимальное влияние гравитационного поля Земли и атмосферы на орбиту, т. е. при использовании допплеровских и дальномерных измерений выгодны высокие спутники.
На борту геодезического спутника может находиться следующее оборудование: геодезический искусственный спутник земля
* импульсные источники света;
* радиотехническое оборудование, необходимое для реализации допплеровских наблюдений;
* радиотехническое оборудование, необходимое для измерения наклонных дальностей;
* радиотехническое оборудование, необходимое для применения интерференционного метода;
* уголковые отражатели(трипельпризмы), необходимые для использования лазеров;
* радиовысотомер;
* кварцевые или атомные часы;
* специальная бортовая ЭЦВМ;
* фотокамеры для съемки земной поверхности или поверхности планеты и для съемки звездного неба (при изучении геодезическими методами планет).
Помимо специальных геодезических спутников в нее включены некоторые связные спутники («Эхо-1», «Эхо-2»), наблюдения которых использовались для решения геодезических задач.