Дистанційний екологічний моніторинг (стр. 3 из 19)

Рис.1.6. Схема визначення зони ефективного зв’язку наземного пункту з ШСЗ

де

- дугова курсова відстань (дуга геоцентричного кола), що відповідає находженню ШСЗ в зоні видимості станції протягом часу ( де - період обертання ШСЗ); - радіус Землі; - висота орбіти.

Якщо

зв’язок станції з ШСЗ буде можливий на кожному витку. Якщо величина не задовольняє цій умові, то частота проходження ШСЗ повз зону ефективного зв’язку (при )

При

та Значення параметрів будуть:

Рис. 1.7. Схема для визначення частоти сеансів зв’язку наземного пункту з ШСЗ:

- проекції траєкторій ШСЗ на земну поверхню; - точка стояння станції; - північний полюс ( )

Система метеорологічних ШСЗ може виконувати також завдання по збору і передачі до єдиного центру метеорологічних даних від окремих морських та повітряних метеостанцій.

Російські супутники космічної метеорологічної системи ”Метеор’’ забезпечують одержання комплексної метеоінформації: телевізійної, інфрачервоної, актинометричної з освітленого та тіньового боків Землі (табл. 1.1).

Метеорологічні супутники SMS (США) призначені для зйомки хмарового покриву в денний та нічний часи із стаціонарної орбіти (

сх.д.), а також для ретрансляції метеорологічної інформації. Вони передають космічні знімки хмарового покриву кожні 30 хвилин.

Таблиця 1.1

Основні дані російських метеорологічних ШСЗ системи ,,Метеор”

Тип орбіти	Кругова навколополярна
Висота орбіти, км	625 - 630
Склад метеорологічного устаткування	Телевізійна (ТВ) (дві камери). Інфрачервона (ІЧ) телевізійного типу (в діапазоні хвиль 8-12 мкм). Актинометрична (АК) – радіометри (по 2 скануючі вузькосеторні та нескануючі широко секторні прилади)
Ширина смуги захоплення (на місцевості), км:ТВ апаратуроюІЧ апаратуроюАК апаратурою	100010002500
Просторове розрізнення (у надірі), км:ТВ зображеньІЧ зображеньАК зображень	1,25 Х 1,2515 Х 1550 Х 50
Чуттєвість до температурних перепадів ІЧ апаратури,	2-3 при додатних і 7-8 при від’ємних температурах
Джерело живлення	Сонячні та хімічні батареї

1.4 Навігаційні ШСЗ

Орбітальна система з навігаційних ШСЗ, що розроблена у США, в сукупності з наземною системою забезпечення та бортовою апаратурою об’єктів, що визначаються у наш час використовується для встановлення місця об’єкта в заданій системі координат у будь-який час доби, за будь-яких метеоумов та необмеженій пропускній здатності. За опорну радіонавігаційну величину (орієнтир з відомими координатами на даний момент часу) використовується задана у часі й просторі з певною точністю траєкторія руху супутника. Траєкторія ШСЗ в часі задається ефемеридами, що періодично обновлюються у системі єдиного часу. Значення ефемерид вводяться разом із сигналами точного часу від бортового датчика. Траєкторії руху ШСЗ також можна обирати із спеціальних каталогів, подібних до астрономічних для ефемерид.

В залежності від методів вимірювання параметрів, що характеризують відносне положення ШСЗ та об’єкта, що визначається, розрізняють декілька способів визначення місцеположення об’єкта:

дальномірний;

кутомірний;

дальномірно-кутомірний;

доплеровський.

Перші три способи через малу точність вимірювань практично не використовуються.

В допплерівських системах для визначення величини зміщення

точки стояння об'єкта відносно сліду траєкторії супутника на земній поверхні - курсового параметра ШСЗ (рис. 1.8) - використовуються вимірювання допплерівського зсуву частоти сигналів, що випромінюються бортовим передавачем:

де

- радіальна складова швидкості ШСЗ; - швидкість світла.

Для визначення координат точки стояння об'єкта достатньо визначити величину курсового параметра

супутника, текучі координати і параметри руху якого відомі на момент проходження точки .

Рис.1.8. Схема побудови навігаційної системи з використанням ШСЗ: О – об’єкт, що визначається; СС – станція супроводження ШСЗ; СВД – станція введення даних; СЕВ – станція еталонної частоти та єдиного часу; ВЦ та ЦУ – обчислювальний центр та центр управління;

- курсовий параметр ШСЗ; - радіальна складова ШСЗ

Якщо прийняти, що ділянка АВ траєкторії ШСЗ прямолінійна і лінійна швидкість супутника

на цій ділянці стала, то в кожний момент часу

де

- момент часу проходження ШСЗ курсового параметра ( ).

Для точності навігації необхідно враховувати також рефракцію радіохвиль в іоносфері. У зв'язку з цим допплерівський зсув вимірюється не менше ніж на двох частотах. За характеристиками розповсюдження радіохвиль на двох сполучених частотах визначається поправка на рефракцію.

Допплерівська система, яка є пасивною, забезпечує необмежену пропускну здатність.

Характеристики орбітальної системи навігаційних ШСЗ зумовлюються необхідною максимальною частотою визначення місця положення об'єкту, заданим часом активного існування ШСЗ, можливостями встановлення зв'язку між об'єктом, що визначається та ШСЗ (характеристиками радіотехнічної апаратури, енергетичними ресурсами на борту ).

Для навігаційних ШСЗ найбільш бажані полярні кругові орбіти, через те, що вони охоплюють усю поверхню Землі, розрізняються більшою стабільністю, для них простіше ніж для еліптичних розраховувати ефемериди та враховувати вплив збурюючих дій. Висота орбіти зазвичай близько 1000 км. Для, визначення об'єктом у довільній точці Землі свого місцеположення) в орбітальній системі координат не рідше ніж через кожні 100-120 хвилин мають бути не менше чотирьох супутників, які обертаються по круговим полярним орбітам. Площини орбіт (висхідні вузли) в просторі мають бути рознесені на 45°. При цьому вважається, що з кожним супутником об'єкт, що визначається, може підтримувати зв'язок на двох-трьох сусідніх витках (у межах видимості).

1.5 Геодезичні ШСЗ

Геодезичні ШСЗ призначені для вирішення геометричних та динамічних (фізичних) задач геодезії.

Геометричні задачі зводяться до визначення положення точок на земній поверхні та встановлення точних геодезичних зв’язків поміж континентами та відособленими об'єктами (наприклад, островами) з метою приведення їх до єдиної системи координат, прив'язки з високою точністю окремих пунктів до мережі тріангуляції (створення глобальної геодезичної мережі та її ущільнення), визначення точних координат окремих пунктів на земній поверхні, забезпечення картографування.