ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛОЖЕНИЯ СПУТНИКА В КОСМИЧЕСКОМ ПРОСТРАНСТВЕ

До сих пор во всех наших рассуждениях мы исходили из того, что знаем точно, где в космическом пространстве находятся спутники, и на основе этого можем вычислить свое местоположение по их координатам и дальностям до них. Но как узнать, где именно в космическом пространстве располагается нечто, удаленное на расстояние в 20000 километров?

"Кому на месте не сидится, тот добра не наживет". Так звучит старая английская пословица. Но для высоколетящего спутника высота в 20000 километров является настоящим приобретением. Все на такой высоте находится полностью вне земной атмосферы. А это значит, что полет по орбите вокруг Земли будет описываться простыми математическими соотношениями. Подобно Луне, которая вращается вокруг нашей старой планеты миллионы лет без каких-либо заметных изменений орбиты и периода обращения, спутники GPS совершают такое же, в достаточной степени предсказуемое, орбитальное движение вокруг Земли.

Спутники выводятся очень точно на свои орбиты в соответствии с генеральным планом развертывания системы и, поскольку на высоте 20000 километров атмосферное торможение отсутствует, остаются на них в течение длительного времени. Орбиты известны заранее, а каждый приемник содержит в памяти своего компьютера "альманах", т.е. своеобразный, постоянно обновляемый справочник, из которого видно, где будет находиться каждый спутник в любой момент времени.

Все спутники находятся под постоянным контролем

Далее. Исходная математическая модель для орбит была бы достаточно хороша сама по себе, но чтобы сделать ее совершенной, движение спутников GPS поставлено под постоянный контроль специалистов МО США.

По той же причине спутники GPS не располагаются на геостационарных орбитах, подобно телевизионным спутникам. Обращаясь вокруг планеты один раз за 12 часов, спутники GPS проходят над контрольными станциями дважды в сутки. Это дает возможность точно измерять их положение, высоту и скорость. Отклонения от теоретических орбит, которые обнаруживают контрольные станции, называются "ошибками эфемерид". Они обычно очень незначительны и вызваны такими явлениями, как гравитационные притяжения Луны и Солнца и солнечное световое давление на спутник. После того, как одна из станций слежения определила положение спутника и вычислила поправки к его орбите, эта обновленная информация передается обратно на спутник, заменяя собой в памяти его бортового компьютера прежнюю информацию. Все последующее время эти поправки вместе с дальномерными кодовыми сигналами будут непрерывно передаваться каждым спутником на Землю.

Таким образом, каждый спутник GPS в непрерывном режиме передает не только свои индивидуальные дальномерные коды (общедоступный гражданский C/A-код и защищенный P-код военного назначения, см. далее), но также и сообщения о своем точно предвычисленном положении на орбите, о движении остальных спутников GPS (альманах), о состоянии своих бортовых систем и многочисленную другую служебную информацию.

Эти сообщения используются всеми видами приемников GPS.

Спутники GPS

• Наименование: NAVSTAR
• Разработчик: Rockwell International
• Высота орбиты: 20000 километров
• Масса: 860 килограмм
• Габариты: 5,2 метра с вынесенными солнечными панелями
• Период обращения: 12 часов
• Наклонение орбиты: 55 градусов
• Ресурс на орбите: 7,5 лет
• Полный состав созвездия: 24 спутника

ТАКИМ ОБРАЗОМ:

• Для вычисления координат места на Земле необходимо знать как расстояния до спутников, так и местонахождение каждого из них в космическом пространстве.
• Спутники GPS движутся настолько высоко, что их орбиты можно прогнозировать с большой точностью.
• Станции слежения МО США регулярно определяют даже самые незначительные изменения в орбитах, и данные об этих изменениях передаются спутниками.

Материал из Википедии — свободной энциклопедии