Визначення орбіт ШСЗ для вирішення задач геодинаміки та моніторингу геостаціонарної зони за результатами спостережень - Автореферат

До числа таких задач належать вивчення нерівномірності обертання Землі та руху її полюса, дослідження деформації земної поверхні, побудова та підтримання реалізації земної системи відліку (ЗСВ), що завдається координатами та швидкостями зміни координат пунктів, і ряд інших. Збільшення в порівнянні з класичними методами у 50-100 разів точності визначення параметрів обертання Землі (координат полюса та всесвітнього часу) та інших геодинамічних параметрів було досягнуто, з одного боку, завдяки прогресу вимірювальних технологій, а з іншого - внаслідок удосконалення алгоритмів аналізу спостережень, адекватних за точністю результатам вимірювань. Підвищення точності лазерних спостережень, створення нових, більш точних моделей, що описують рух ШСЗ, уточнення значень чисельних параметрів, а також збільшення масиву лазерних спостережень ШСЗ “Lageos-1” та “Lageos-2”, зробили актуальним удосконалення алгоритмів та програм аналізу лазерних спостережень. Використання розроблених автором алгоритмів та програм дозволило виконати орбітальний аналіз фотографічних спостережень геостаціонарних ШСЗ (ГШСЗ), отриманих в ГАО НАН України і Лабораторії космічних досліджень Ужгородського держуніверситету 1996 р., та спостережень ГШСЗ, виконаних в обсерваторії Міжнародного центру астрономічних та медико-екологічних досліджень (МЦ АМЕД) на піку Терскол у 1997-1998 рр. з використанням астрономічного комплексу, оснащеного приймачем випромінювання із зарядовим звязком (ПЗЗ). Удосконалення алгоритмів та програм аналізу лазерних спостережень високоорбітальних ШСЗ і обробка лазерних спостережень ШСЗ “Lageos-1” та “Lageos-2” були виконані автором за участю в НДР “Створення та розвиток системи визначення параметрів обертання Землі та шкали всесвітнього часу” (1995-1999) і “Дослідження змін орієнтації Землі в космічному просторі та інших геодинамічних явищ за даними ЛЛС-, РНДБ-та GPS-спостережень” (1996-1999).Перший розділ містить інформацію про основні сили, що впливають на рух високоорбітальних ШСЗ, а також про величини прискорень супутників “Lageos-1”, “Lageos-2” та геостаціонарних ШСЗ під дією цих сил. Оскільки сучасна похибка визначення сферичних координат ГШСЗ на основі результатів позиційних спостережень становить 0,4-1І, що відповідає 70-175 м на геостаціонарній орбіті, а також враховуючи віддаленість ГШСЗ від Землі в порівнянні з супутниками “Lageos-1” та “Lageos-2”, зроблено висновок про те, що при моделюванні й визначенні орбіт ГШСЗ може застосовуватися простіша теорія руху, ніж для супутників “Lageos-1” та “Lageos-2”. Для досягнення сантиметрового рівня точності при визначенні орбіт високоорбітальних ШСЗ “Lageos-1” та “Lageos-2” використовувалася модель діючих на ШСЗ прискорень, яка включає прискорення, спричинені гравітаційним тяжінням супутника Землею (з урахуванням гармонік геопотенціалу до 20-го степеня і порядку), Місяцем (прямий та непрямий ефекти фігури Землі), Сонцем, Венерою, Марсом, Юпітером та Сатурном, варіаціями гравітаційного поля Землі внаслідок припливів твердої землі та океанічних припливів, впливом прямого сонячного випромінювання, відбитого від поверхні Землі сонячного випромінювання, інфрачервоного випромінювання Землі, емпіричного прискорення супутників, а також прискорень, спричинених релятивістськими ефектами (релятивістське зміщення перигею орбіти супутника, геодезична прецесія та прецесія Лензе-Тіррінга) [4]. Близькість до нуля значень ексцентриситету та нахилу площини орбіти до площини земного екватора для ГШСЗ змусила відмовитися від використання кеплерівських елементів орбіти як початкових умов рівнянь руху, оскільки в цьому випадку невпевнено визначаються довгота висхідного вузла та аргумент перигею. В результаті аналізу 939134 спостережень (нормальних точок) супутника “Lageos-1”, отриманих 108 станціями лазерної локації з 1 вересня 1983 р. по 13 грудня 1998 р., та 370861 спостереження (нормальних точок) супутника “Lageos-2”, виконаного 72 станціями з 24 жовтня 1992 р. по 15 грудня 1998 р., одержано нову реалізацію земної системи відліку та ряд параметрів обертання Землі.