Визначення положення супутника у космічному просторі

Досі у всіх наших міркуваннях ми виходили з того, що знаємо точно, де в космічному просторі знаходяться супутники, і на основі цього можемо обчислити своє місцезнаходження за їхніми координатами та далекостями до них. Але як дізнатися, де саме в космічному просторі розташовується щось віддалене на відстань у 20000 кілометрів?

"Кому на місці не сидиться, той добра не наживе". Так звучить старе англійське прислів'я. Але для супутника, що високо летить, висота в 20000 кілометрів є справжнім придбанням. Все на такій висоті знаходиться повністю поза земною атмосферою. А це означає, що політ орбітою навколо Землі описуватиметься простими математичними співвідношеннями. Подібно до Місяця, який обертається навколо нашої старої планети мільйони років без будь-яких помітних змін орбіти та періоду обігу, супутники GPS здійснюють такий же, достатньо передбачуваний, орбітальний рух навколо Землі.

Супутники виводяться дуже точно на свої орбіти відповідно до генерального плану розгортання системи і оскільки на висоті 20000 кілометрів атмосферне гальмування відсутнє, залишаються на них протягом тривалого часу. Орбіти відомі заздалегідь, кожен приймач містить у пам'яті свого комп'ютера " альманах " , тобто. своєрідний довідник, що постійно оновлюється, з якого видно, де буде знаходитися кожен супутник у будь-який момент часу.

Всі супутники знаходяться під постійним контролем

Далі. Вихідна математична модель для орбіт була досить хороша сама по собі, але щоб зробити її досконалою, рух супутників GPS поставлено під постійний контроль фахівців МО США.

супутника
З тієї ж причини супутники GPS не розташовуються на геостаціонарних орбітах, подібно до телевізійних супутників.Звертаючись навколо планети один раз за 12 годин, супутники GPS проходять над контрольними станціями двічі на добу. Це дає можливість точно вимірювати їх положення, висоту та швидкість. Відхилення від теоретичних орбіт, які виявляють контрольні станції, називаються "помилками ефемеріду". Вони зазвичай дуже незначні та викликані такими явищами, як гравітаційні тяжіння Місяця та Сонця та сонячний світловий тиск на супутник. Після того, як одна зі станцій спостереження визначила положення супутника та обчислила поправки до його орбіти, ця оновлена ​​інформація передається назад на супутник, замінюючи собою в пам'яті його бортового комп'ютера колишню інформацію. Весь наступний час ці поправки разом із далекомірними кодовими сигналами безперервно передаватимуться кожним супутником на Землю.

Таким чином, кожен супутник GPS у безперервному режимі передає не тільки свої індивідуальні далекомірні коди (загальнодоступний цивільний C/A-код і захищений P-код військового призначення, див. далі), але також і повідомлення про своє точно обчислене положення на орбіті, про рух інших супутників GPS (альманах), про стан своїх бортових систем та численну іншу службову інформацію.

Ці повідомлення використовуються всіма типами приймачів GPS.

Супутники GPS

  • Найменування: NAVSTAR
  • Розробник: Rockwell International
  • Висота орбіти: 20000 км
  • Маса: 860 кілограм
  • Габарити: 5,2 метри з винесеними сонячними панелями
  • Період звернення: 12 годин
  • Нахилення орбіти: 55 градусів
  • Ресурс на орбіті: 7,5 років
  • Повний склад сузір'я: 24 супутники

ТАКИМ ОБРАЗОМ:

  • Для обчислення координат місця на Землінеобхідно знати як відстані до супутників, так і місцезнаходження кожного з них у космічному просторі.
  • Супутники GPS рухаються настільки високо, що їх орбіти можна прогнозувати з великою точністю.
  • Станції стеження МО США регулярно визначають навіть найнезначніші зміни в орбітах, і дані про ці зміни передаються супутниками.

Матеріал з Вікіпедії – вільної енциклопедії