Метод координатометрии земной станции, основанный на использовании двух космических аппаратов

Актуальность. Существующие методы координатометрии, такие как угломерные, угломерно-дальномерные, разностно-дальномерные, суммарно-дальномерные, достаточно хорошо изучены и оптимизированы. Однако применение указанных методов не всегда возможно или целесообразно, что стимулирует разработку и изучение новых методов и их комплексирование с существующими. В статье представлен разработанный метод координатометрии земной станции, основанный на использовании двух космических аппаратов. Показан вывод аналитических соотношений для расчета координат земных станций на основе значений взаимных временны́х задержек и частотных сдвигов. Указанные временны́е задержки и частотные сдвиги обусловлены разными расстояниями и доплеровскими сдвигами частот одних и тех же реализаций радиосигналов на различных радиотрассах. Представлены основные выражения для временны́х задержек и частотных сдвигов радиосигналов земных станций, ретранслированных космическими аппаратами. Составлена система из трех независимых уравнений. При этом в качестве первого уравнения выступает разностно-дальномерное уравнение, в качестве второго – разностно-радиально-скоростное уравнение, в качестве третьего – уравнение референц-эллипсоида Земли. Результатом решения системы уравнений являются координаты земной станции. В ходе исследования использовались методы моделирования и математического анализа. При решении уравнения второго порядка применялся итерационный метод Ньютона ‒ Рафсона с разложением функций в ряды Тейлора с точностью до первых производных.В качестве иллюстрации разработанного метода приведен частный пример расчета. Предлагаемый метод координатометрии инвариантен к типу орбит космических аппаратов, задействованных для определения координат земных станций. В качестве примера представлены два космических аппарата: первый – на геостационарной орбите, второй – на низкой орбите.Научной новизной разработанного технического решения является однозначное одномоментное определение координат земных станций, находящихся на поверхности референц-эллипсоида Земли, основанного на использовании всего двух космических аппаратов. При этом нет необходимости синхронизации с излучением радиосигналов земных станций, что является необходимым условием большинства существующих методов координатометрии.Практическая значимость предложенного комбинированного (разностно-дальномерного и разностно-доплеровского) метода координатометрии земных станций заключается в возможности его применения в существующих и перспективных комплексах радиомониторинга для оценки координат земных станций, нелегитимно использующих частотно-временно́й ресурс космического аппарата, а также являющихся источниками преднамеренных или непреднамеренных радиопомех.

модель, координатометрия, земная станция, комплекс радиомониторинга, космический аппарат, эффект Доплера