Способ определения связи небесных координат, установленных в оптическом и радиодиапазонах

Способ определения связи небесных координат, установленных в оптическом и радиодиапазонах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области астрометрии и предназначено для построения точной инерциальной системы координат Целью изобетения является повышение точности определения связи координат , установленных з оптическом и радиодиапазонах . Радиоизлучение двух точечных внеземных радиоисточников с априори установленными навигационными координатами принимают с помощью радиоинтерферометра, образованного радиотелескопами и расположенного в космическом пространстве , при этом фотографируют с одного приемного пункта другой на фоне окружающих звезд и определяют НК проекции базы на небесную сферу в оптическом диапазоне, которые сравнивают с навигационными координатами проекции базы на небесную сферу в радаодиапазоне, выраженными через координаты радиоисточникз в радиодиапазоне. I ил

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 49501 71/22 (22) 26.06.91 (46) 30.1093 Бюл. ¹ 39-40 (75) Алексеев ВА (73) Научно-исследовательский радиофизический институт (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВЯЗИ НЕБЕСНЫХ КООРДИНАТ, УСТАНОВЛЕННЫХ В ОПТИЧЕСКОМ И РАДИОДИАПАЗОНАХ (57) Изобретение относится к области астрометрии и предназначено дпя построения точной инерциальной системы координат. Целью изобетения является повышение точности определения связи ко-. ординат, установленных з оптическом и радиодиа(is) )Щ (11) 2002273 Cl (SI) 5 001 Б3 72 GOI C21 00

1 I) пазонах Радиоизлучение двух точечных внеземных радиоисточников.с априори установленными навигационными координатами принимают с помощью радиоинтерферометра. образованного радиотелескопами и расположенного в космическом пространстве, лри этом фотографируют с одного приемного пункта другой на фоне окружающих звезд и определяют НК проекции базы на небесную сферу в оптическом диапазоне, которые сравнивают с навигационными координатами проекции базы на небесную сферу s радиодиалазоне, выраженными через координаты радиоисточника в радиодиалазоне.

1 ил.

2002273

Изобретение относится к области астрометрии, предназначено для построения точной инерциальной системы координат и может быть использовано при создании единой фундаментальной системы координат для решения задач навигации, геодезии, геодинамики, исследования динамики и кинематики Солнечной системы, Галактики и

Вселенной в целом.

Известен способ определения связи небесных координат, который основан на наблюдениях в оптическам и радиодиапазонах одних и тех же астрофизических объектов. При этом фотографируют исследуемый компактный внегалактичеекий источник (квазар) е . координатами, установленными в, радиодиапаэоне, после чего производят привязку изображения к существующим фундаментальным системам координат звезд.

Однако компактные внегалактические радиоисточники, закрепляющие инерциальную систему. координат в радиодиапазоне, имеют невысокую светимость в оптическом диапазоне, что.затрудняет получение их Оптических изображений; более того,.центры оптической и радиояркости астрофизических объектов не:совладают. что делает оптическое иэображение радиоисточника недостоверны; Кроме того, при наземном расположении инструментов HG точность оп гических наблюдений >трицательно влияет атмосферная рефракция, (елью изобретения является повьгшение точности определения связи небесных

«оординат, установленных в бптическом и радиодиапазонах.

Поставленная цель достигается тем, что при способе определения связи небесных координат, установленных в оптическом и радиодиапазонах„включающем установление в радиодиапазоне небесных координат х1 в 51 H й2, S2 двух компактных Внеземных радиоисточников, принимают радиоизлучение указанных радиоистечников в двух разнесенных пунктах приема, которые рас-. полагают в космическом пространстве, при базе В определяют взаимные временные задержки й,т2, дополнительно фотографируют с одного приемного пункта другой на фоне окружающих звезд и. по полученному иэображению определяют небесные координаты ае.Явпроекциибазы 8 нанебесную сферу в оптическом диапазоне. после чего определяют связь небесных координат ав, Зв проекции базы В на небесную сферу установленных s оптическом диапа20 строить в высокой степени инерциальную ниям, в радиодиапазоне, так как в этом слу25 чае опорными реперами станут проекции на небесную сферу практически отсутству от. Существующие фундаментальЗп HblB системы координат закреплены оптиче(звездами), занесенными в.звездные каталоги, составленные по многолетним наблюдениям; Зти системы не могут быть инерциальными, так как опираются на оптические источники, которые имеют некоторые собственные движения относительно неподвижных на небесной сфере галактик.

Кроме того, инерциальная система координат. в радиодиапаэоне может быть установлена с высокой точностью, так как в настоящее время радиОизмерения по точности. на l-2 порядка превосходят наземные оптические

Г1ри предложенном способе вынесение приемных пунктов радиоинтерферометра в космическое пространство позволяет сфотографировать с одного приемного пункта другой и получить координаты проекции ба50 зы на небесную фазу в оптическом диапазоне, которые затем сравнивают с координатами проекции следа базы на небесную сферу, выраженными через координаты двух исследуемых радиоисточников в радиодиапазоне. Это обеспечивает достижение положительного эффекта — повышение точности определения связи координат. установленных в оптическом и радиодиапазонах. зоне с небесными координатами гх8, $8 проекции базы В на небесную сферу в радиодиапазоне в виде

5

Sap = FS8

При этом координаты 0, F связи небесных координат, установленных в оптическом и радиодиапазонах определяют из выражеIO ний .С т1=l В l )sin S< sin FS8+cos S> cos

FS8 cps (« — О х 8)1

С х 2 = В l (sin 52 sin FSB + cGs $2 cos

FS8 C05 ((Х2 D (18)) где C — скорость света. . Свойство инЬрциальнасти небесной координатной системы обусловлено неподвижностью опорных реперов данной системы на небесной сфере, Поэтому посистему координат возможно по наблюдевнегалактические точечные источники (квазары), собственные движения которых в скими . компактными . источниками

2002273 каналу связи 10 передают на блок 7, В блоке

7 обработки полученное изображение идентифицируют с участком карты звездного неба и определяют точку, соответствующую

5 изображению оптического маяка 6 на данном участке карты, Затем определяют координаты указанной точки по карте звездного неба ав, Ss — координаты проекции базы

10 В на небесную сферу.

Неизвестные небесные координаты аер, Ssp проекции базы В на небесную сферу в радиодиэпаэоне определяют по со15 отноц ени®" пар=О аа

SBp = FSB, 20 где О, F — коэффициенты связи указанных координат. определяемые следующим образом.

Вектор базы В можно записать в де25 картавой системе координат

30 задержки t >, tz:

1 ., 1

t= — (В, Si); tz = — (В, Sz). (3)

С С

35 где С вЂ” скорость света:

Sq. $2 — единичные векторы направления на первый и второй исследуемые радио40 источники с координатами ит, 51 и й2, Sz. соответственно:

$ »1 cosS> соза1

S = $у1 = cosS> . sInaq

45 S < зМ$1

50 блок 7 обработки по телеметрическим кана- 55 лам связи 8. 9 соответственно. С помощью

На чертеже представлен вариант структурной схемы устройства, с помощью которого может быть реализован предложенный способ.

Устройство содержит два приемных пункта 1, 2 каждый из которых включает радиотелескопы 3, 4 соответственно с независимой синхронизацией, Радиотелескопы

3, 4 образуют радиоинтерферометр. Приемные пункты 1, 2 располагаются в космическом пространстве на искусственных космических объектах (MKO), Один иэ приемных пунктов (например пункт I), включает фотографическое устройство 5,. а другой приемный пункт (например пункт 2) оборудован оптическим маяком 6; Приемные пункты 1, 2 дополнительно оборудованы. дальномерными средствами. определения взаимной ориентации в пространстве. (на чертеже не показаны), Радиотелескопы 3, 4, фотографическое устройство 5 и дал ьномерные средства связаны с блоком 7 обработки с помощью телеметрических каналов связи

8, 9, 10 соответственно, образованных передающей и npineMHOA телеметрической аппаратурой, Блок 7 может. быть расположен на

Земле.

В качестве радиотелескопов 3. 4 могут быть использованы радиотелескопы типа

КРТ-10. В качестве оптического маяка 6 может быть применен лазер с соответствующей мощностью излучения..Фотографическое устройство 5 может представлять собой оптический телескоп. применяемый в проекте "Хаббл"; В качестве блока обработки 7 может быть использована любая стандартная ЭВМ с соответствующим объектом памяти. например БЭСМ-6, Построение телеметрйческих каналов связи 8, 9. 10 известно. . Способ определения связи систем ко- . ординат с помощью устройства, структурная схема которого приведена йа чертеже осуществляется. следующим образам.

При некотором фиксированном положении базы В радиоинтерферометра, длину которой определяют с помощью дальномерных средств, принимают с помощью радиотелескапов 3, 4 радиоизлучеwe от двух исследуемых радиоисточников, определяют взаимные задержки t >. tz сигналов, принятых радиотелескопами 3, 4 от каждого радиоисточника и переданных на фотографического устройства 5 с приемного пункта 1 фотографируют оптический маяк 6 приемного пункта 2 на фоне окружающих заезд и изображение по телеметрическому

B» BcosSs . сазан

В = (Ву) = (BcossB в!пав)(1)

В BsinSs -+ $»2 сез$2 созм

$2 = S = cos$2 SI<%

S sIAS2

Таким образом

% т1(= (В, $1 ) = В»сов $1соз й1 +

+ Bycos$1sInag + Влз! п$1 =

= ) В 1 f sIAS1 sIASQp + cos$1 х

2002273 х cosSBp cos(Q1 — D авр ) ):

ХААС = (В, S2 ) = BxcosS2cos& +

+ By со$$2$1п Q2 + Вгз!п82 =

= I В f $1пд2 $!пдвр +

+ co$S2co$SBpco$(321 — Оавр ) ) Составитель И. Андрианова

Техред М.Моргентал Корректор Т. Максимишинец

Редактор А. Бер

Заказ 3172

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101

После подстановки в выражение(5) выражения (1) получим

<1 С = I В Цз!и S1 $!и FSB+ co$ S1 cos

Р$в соз (а1- DaB)) 2 С В IIsin $2 sin РЗВ+ со$ $2 cos

РЗВ соз(а - Dаe)) Формула изобретения

СПОСОБ ОП РЕДЕЛ ЕНИЯ СВЯЗИ Н ЕБЕСНЫХ КООРДИНАТ, УСТАНОВЛЕННЫХ e ОПТИЧЕСКОМ . И

РАДИОДИАПАЗОНАХ, включающий установление s радиодивпазоне небесных координат а1, S1 и а2, 52 двух компактных внеземных радиоисточкиков и фотографирование, отличающийся тем, что, с целью повышения точности. принимают радиоиз. лучение указанных радиоисточников в двух разнесенных пунктах приема, которые располагают в космическом пространстве, при базе В определяют взаимные временные задержки т1, т2 радиосигналов, дополнительно фотографируют с одного приемного пункта другой на фоне окружающих звезд и по полученному изображению определя Ют небесные коОрдинаты ав, Sb проекции базы В на небесную сферу в оптическом

Г (6) — система из двух уравнений с двумя неизвестными О, F коэффициентами связи небесных координат, С помощью блока 7 обработки находят решение системы (6) и

5 определяют таким образом связь в форме(1) небесных координат, установленных в оптическом и радиодиапазонах.

Предложенный способ позволяет повысить точность измерений по сравнению с

10 наземными измерениями на три порядка. (56) Куликова И. И. Некоторые результаты определения оптических положений внегалактических радиоисточников, Задачи современной астрометрии в создании

15 инерциальной системы координат. Труды

XXi астрометрической конференции СССР.

Ташкент, ФАН, 1981, с, 282, 20 диапазоне, после чего определяют связь небесных координат ав, Sb проекции базы

Вна небесную сферу,,установленных в оптическом диапазоне, с небесными координатами uBp, SBp, проекции базы В на . небесную сферу в радиодиапазоне в виде ивр = 0ив, Звр = FSB, при атом коэффициенты Р, F связи небесных координат, установленных в оптическом и радиодиапазонах, определяют из выражений т1с = В (sinS1sinFSB + cosS1 .

COSРЯВ COS{ 1 — ОиВ));

1 т2С = Bj ($1ПЯ2$!ПРЯВ + CO$S1

cosFSB . соз(и1 — Риа)).

40 . где с - скорость света,