В статье рассматриваются методы определения орбиты низкоорбитального космического аппарата — кинематический и динамический. Кинематический метод чувствителен к ошибочным измерениям и непрерывности данных измерений по коду и фазе несущей. В динамическом методе отсутствие данных измерений устраняется за счёт усреднения измерений на определённом интервале времени, однако из-за недостатка информации о модели движения космического аппарата динамические решения расходятся. Для апробации метода предложена схема испытаний с использованием имитатора сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС), позволяющего воспроизводить орбитальное движение космического аппарата с заданными параметрами, включая моделирование гравитационного поля Земли. Проведён численный анализ влияния высших гармоник гравитационного потенциала на точность определения орбиты. Для достижения требуемой точности в 2–5 см по высоте необходимо использовать модель гравитационного поля как минимум до 70-го порядка. Применение имитаторов сигналов ГНСС является экономически эффективным способом моделирования орбитального сценария полёта.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Машиностроение
Для решения ряда целевых задач требуется информация о положении космического аппарата (КА). На низкоорбитальные КА действуют как гравитационные, так и негравитационные силы, обусловленные остаточной плотностью атмосферы и давлением солнечной радиации [1]. К примеру, погрешность орбиты низкоорбитального КА по радиальной составляющей, вызванная атмосферным сопротивлением, может достигать 150 м по истечении суток [2]. Требования к погрешности эфемеридно-временной информации, предъявляемые к космическим геодезическим комплексам, могут составлять 2–5 см по высоте [3].
Если у вас возникли вопросы или появились предложения по содержанию статьи, пожалуйста, направляйте их в рамках данной темы.
Список литературы
1. König R., Michalak G., Neumayer K.H., Schmidt R., Sheng Yuan Zhu, Meixner H., Reigber Ch. Recent developments in CHAMP orbit determination at GFZ // Earth Observation with CHAMP. Results from Three Years in Orbit / Ch. Reigber, H. Lühr, P. Schwintzer, J. Wickert (eds). Berlin: Springer, 2005. P. 65-70.
2. Beutler G. Methods of Celestial Mechanics. V. I: Physical, Mathematical, and Numerical Principles. Berlin: Springer, 2005. 466 p.
3. Воронецкий С.В., Зайчиков А.В., Фурсов А.А. Определение высокоточных параметров движения низкоорбитальных космических аппаратов по измерениям бортового ГНСС-приёмника. Методы, технологии, результаты и перспективы // Вестник СГУГиТ (Сибирского государственного университета геосистем и технологий). 2019. Т. 24. № 3. С. 17-25. 10.33764/ 2411-1759-2019-24-3-17-25. DOI: 10.33764/2411-1759-2019-24-3-17-25
4. Saunier J. The DORIS network: Advances achieved in the last fifteen years // Advances in Space Research. 2023. V. 72. № 1. P. 3-22. 10.1016/j.asr. 2022.07.016. DOI: 10.1016/j.asr.2022.07.016
5. Rodríguez J.C., Appleby G.M. Satellite Laser Ranging // Handbook of Laser Technology and Applications. V. 4: Laser Applications. Medical, Metrology and Communication / Chunlei Guo, Chandra Subhash Singh (eds). 2nd edition. 2021. P. 181-198. DOI: 10.1201/9781003130123-12
6. Wu S.C., Yunck Th.P., Thornton C.L. Reduced-dynamic technique for precise orbit determination of Low Earth Satellites // Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 1991. V. 14. № 1. P. 24-30. DOI: 10.2514/3.20600
7. Swatschina P. Dynamic and Reduced-Dynamic Precise Orbit Determination of Satellites in Low Earth Orbits. Vienna: Department of Geodesy and Geoinformation of the Vienna University of Technology, 2012. V. 89. 157 p.
8. Gill E., Montenbruck O.Comparison of GPS-based orbit determination strategies // Proceedings of the 18th International Symposium on Space Flight Dynamics (ESA SP-548). 2004, 11-15 October, Munich, Germany. 169 p.
9. Montenbruck O., Helleputte T. van, Kroes R., Gill E. Reduced dynamic orbit determination using GPS code and carrier measurements // Aerospace Science and Technology. 2005. V. 9. № 3. P. 261-271. DOI: 10.1016/j.ast.2005.01.003
10. Аксенов Е.П. Теория движения искусственных спутников Земли. М.: Наука, 1977. С. 360.
11. Дубошин Г.Н. Небесная механика. Методы теории движения искусственных небесных тел. М.: Наука, 1983. С. 352.
Выпуск
Другие статьи выпуска
статье представлены результаты измерений параметров гравитационного поля Земли (ГПЗ) в районе Кавказской горной обсерватории Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова. Измерения параметров ГПЗ выполнялись в стационарных точках, расположенных вдоль двух пересекающихся направлений. Для измерения ускорения свободного падения использовались серийные высокоточный относительный гравиметр Scintrex CG-5 Autograv и абсолютный баллистический гравиметр Scintrex FGL, а для измерения уклонения отвесной линии — созданный во ФГУП «ВНИИФТРИ» перебазируемый астроизмеритель «Астрограв». По результатам измерений получены профили маршрутных изменений ускорения свободного падения, составляющих уклонения отвесной линии, горизонтальных составляющих ускорения свободного падения и их пространственных производных, а также превышений геоида. Разработаны предложения по использованию гравиметрических карт полигона для верификации результатов космической гравиметрии на основе наноспутников.
В статье анализируются системы пассивного наземного дистанционного зондирования атмосферы с применением метода Шухарта. Показана возможность использования этого подхода для определения статистических точностных характеристик измерительных систем, применяемых для контроля параметров атмосферных процессов: в частности, рассмотрены измерения суммарных водяных паров в атмосфере с помощью солнечных фотометров, включённых в измерительную сеть. Сформулирована и решена задача по оптимизации выбора точностных характеристик измерительной системы и оператора при известных статистических показателях изменчивости суммарного содержания водяного пара в атмосфере, при которых показатель повторяемости и воспроизводимости (repeatability and reproducibility, R&R) достигает максимального значения. Вычислена оптимальная функция зависимости стандартного отклонения измерительной системы от стандартного отклонения суммарных водяных паров, при которой показатель % R&R достигает максимума.
Несмотря на указание показателей точности в аттестованных и стандартизованных методиках количественного химического анализа, в некоторых случаях в лабораториях возникает необходимость самостоятельного расчёта показателей точности получаемых результатов измерений. Базовые принципы такого расчёта широко освещены в соответствующей нормативно-технической документации, однако практический опыт показывает, что их применение для конкретных случаев анализа сопряжено с рядом трудностей. Это диктует необходимость разработки методик такого расчёта для конкретных примеров количественного химического анализа.
Стандартизированная методика определения массовой концентрации общего железа в питьевой воде имеет многие типовые моменты, характерные для количественного химического анализа. В статье на примере данной методики показана последовательность расчёта расширенной неопределённости результата измерения и приведён пример такого расчёта.
Составление бюджета неопределённости результата измерения является актуальной метрологической задачей при проведении количественного химического анализа. Широкое использование при этом средств измерений индивидуальной градуировки диктует необходимость оценки неопределённости получаемой градуировочной характеристики. В статье показана методика её расчёта и приведён пример для случая использования спектрофотометра ПЭ-5400ВИ для измерения массовой концентрации общего железа в питьевой воде согласно ГОСТ 4011-72.
В статье изложены проблемы метрологического обеспечения измерений глюкозы в различных матрицах.
Рассмотрена задача выбора оптимальных спутников глобальных навигационных спутниковых систем для обработки на малых космических аппаратах систем дистанционного зондирования морской поверхности. Показано, что бистатический коэффициент частоты Доплера является параметром, определяющим качество восстановления параметров ветра и течений. Предложены три критерия оптимизации геометрической конфигурации, позволяющие автоматизировать выбор спутников. Методика проиллюстрирована примерами выбора GPS, ГЛОНАСС и Galileo спутников согласно рекомендациям официального проекта CYGNSS. Алгоритм требует минимальных вычислительных затрат.
В статье представлены основные теоретические сведения о способе измерения высоты до отражающей поверхности с использованием отражённых сигналов глобальных навигационных спутниковых систем, известном как ГНССрефлектометрия. Также приводятся результаты измерений высоты до отражающей поверхности с метромоста в г. Нижний Новгород с помощью данного метода. Измерения проводились на протяжении трёх дней — с 22 по 24 сентября 2025 года. По результатам измерений получены оценки высоты до отражающей поверхности. Mетод с достаточной точностью обеспечивает измерения высоты отражающей поверхности и в перспективе прибор, работающий на основе данного метода, может использоваться в качестве мареографа.
В статье рассматривается вопрос детектирования метрологических отказов измерительных каналов в автоматизированной информационно-измерительной системе коммерческого учёта электроэнергии (АИИС КУЭ) на основе коэффициента корреляции фактического и допускаемого небалансов. Метод базируется на анализе балансовых соотношений применительно к электроэнергетическим системам закрытого типа. В качестве такой закрытой электроэнергетической системы в статье применяется математическое моделирование на одной системе шин подстанции 110 кВ, полностью обеспеченной учётом электроэнергии с помощью измерительных каналов АИИС КУЭ. Используется балансовое соотношение в качестве интегрального контроля и определения критерия детектирования метрологического отказа. Предлагаемый метод применяется для повышения достоверности результатов измерений электроэнергии с применением автоматизированных систем коммерческого учёта.
Рассмотрен метод определения приращений координат объектов на плоскости с использованием результатов линейных и угловых измерений геодезическими приборами. Показано, что погрешности определения дирекционного угла зависят от используемых формул для его вычисления и могут отличаться в два раза. Эти отличия необходимо учитывать при оценке погрешностей определения приращений координат. Выявлены пределы погрешностей определения приращений координат и установлено, что на практике их максимальные значения обуславливаются только погрешностями координат и выбранными (заданными) условиями этих определений.
Статистика статьи
Статистика просмотров за 2026 год.
Издательство
- Издательство
- ВНИИФТРИ
- Регион
- Россия, Новосибирск
- Почтовый адрес
- 141 570, Московская область, г. Солнечногорск, рабочий посёлок Менделеево (промзона ВНИИФТРИ)
- Юр. адрес
- 141570, Московская область, г. Солнечногорск, рабочий поселок Менделеево, промзона ФГУП "ВНИИФТРИ"
- ФИО
- Донченко Сергей Иванович (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- office@vniiftri.ru
- Контактный телефон
- +7 (495) 5266363