сгенерировать QR код
Открытый доступ
Только для подписчиков
Релятивистская синхронизация часов навигационных космических аппаратов с использованием межспутниковых измерений
https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-8-56-66
Аннотация
Задача синхронизации бортовых часов навигационных космических аппаратов рассмотрена с релятивистской точки зрения с использованием концепции «координатной одновременности». Эта концепция позволяет однозначно интерпретировать результаты синхронизации в рамках общей теории относительности. Алгоритм обработки межспутниковых измерений сформулирован в терминах приборной реализации собственного времени космического аппарата и координатного времени системы отсчёта. Указаны правила преобразования между координатной и собственной шкалами времени. Получено аналитическое выражение для периодической релятивистской поправки к оценённому значению относительного ухода часов, записанное в координатном времени наземного наблюдателя. Значение поправки превышает допустимую погрешность синхронизации и должно учитываться при обработке межспутниковых измерений. Вычислена погрешность определения релятивистской поправки, ограничивающая сверху период перезакладки эфемеридных данных на борт космических аппаратов.
Об авторах
Н. Н. Василюк
ООО «Топкон Позишионинг Системз»
Россия
Россия
Николай Николаевич Василюк
Москва
А. П. Червонкин
Научно-производственная корпорация «Системы прецизионного приборостроения»
Россия
Россия
Александр Петрович Червонкин
Москва
Список литературы
1. Бакитько Р. В., Болденков Е. Н., Булавский Н. Т. и др. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования: монография / Под ред. А. И. Перова, В. Н. Харисова. М.: Радиотехника, 2010. 800 с.
2. Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС. Интерфейсный контрольный документ. Навигационный радиосигнал в диапазонах L1, L2. Редакция 5.1. М.: РНИИ КП, 2008. 74 с.
3. Мальцев Г. Н., Сакулин А. Н. Резервы повышения точности навигационных определений потребителей при введении в системе ГЛОНАСС режима межспутниковых измерений // Труды военно-космической академии им А. Ф. Можайского. 2011. № 630. С. 73–77.
4. Щекутьев А. Ф. Оперативная синхронизация бортовых шкал времени аппаратов ГЛОНАСС по межспутниковым измерениям вдоль замкнутой цепочки взаимодействий // Космонавтика и ракетостроение. 2014. № 1. C. 134–145.
5. Бартенев В. А., Гречкосеев А. К., Марарескул Т. А. Использование межспутниковых измерений для определения орбит и уходов бортовых часов в КНС ГЛОНАСС // Труды ИПА РАН. 2007. № 17. С. 120–127.
6. Сакулин А. Н., Мальцев Г. Н. Сравнительный анализ вариантов использования в системе ГЛОНАСС радиотехнической и лазерной аппаратуры межспутниковых измерений // I-Methods. 2014. T. 6. № 3. С. 10–13.
7. Сумерин В. В., Чубыкин А. А., Шаргородский В. Д. Межспутниковая навигационно-связная система // Вестник ГЛОНАСС. 2012. № 3 (7). С. 36–38.
8. Садовников М. А., Сумерин В. В. Беззапросные квантово-оптические системы контроля и передачи шкал времени ГЛОНАСС // Вестник ГЛОНАСС. 2012. № 3 (7). С. 39–42.
9. Шаргородский В. Д., Сумерин В. В., Дмитриев С. В., Григорьев В. Н. Бортовые космические лазерные информационно-измерительные системы // Электромагнитные волны и электронные системы. 2014. № 8. С. 4–10.
10. Шаргородский В. Д., Косенко В. Е., Садовников М. А., Чубыкин А. А., Мокляк В. И. Роль лазерных средств в обеспечении точности системы ГЛОНАСС // Космические аппараты и технологии. 2013. № 3–4 (6). С. 17–27.
11. Игнатович Е. И., Щекутьев А. Ф. Исследование возможностей модернизации эфемеридно-временного обеспечения КНС ГЛОНАСС с использованием межспутниковых измерений // Сборник трудов XIII Санкт-Петербургской междунар. конф. по интегрированным навигационным системам, Санкт-Петербург, Россия, 29–31 мая 2006. СПб.: ЦНИИ «Электроприбор», 2006. С. 202–210.
12. Игнатович Е. И., Щекутьев А. Ф. Методы и алгоритмы уточнения частотно-временных параметров и синхронизации бортовых шкал навигационных КА перспективной ГЛОНАСС с использованием межспутниковых измерений // Сборник трудов XIV Санкт-Петербургской междунар. конф. по интегрированным навигационным системам, Санкт-Петербург, Россия, 28– 30 мая 2007. СПб.: ЦНИИ «Электроприбор», 2007. С. 322–331.
13. Игнатович Е. И., Щекутьев А. Ф. Результаты имитационных испытаний некоторых вариантов бортовых алгоритмов обработки межспутниковых измерений космических аппаратов ГЛОНАСС // Сборник трудов XV Санкт-Петербургской междунар. конф. по интегрированным навигационным системам, Санкт-Петербург, Россия, 26–28 мая 2008. СПб.: ЦНИИ «Электроприбор», 2008. С. 331–337.
14. Лукин А. Б., Чубыкин А. А., Сумерин В. В., Шаргородский В. Д. и др. Модельные оценки информационных свойств межспутниковых измерений лазерной навигационно-связной системы МЛНСС для космического эксперимента на КА ГЛОНАСС // Сборник трудов XVI Санкт-Петербургской междунар. конф. по интегрированным навигационным системам, Санкт-Петербург, Россия, 25–27 мая 2009. СПб.: ЦНИИ «Электроприбор», 2009. С. 259–264.
15. Чубыкин А. А., Сумерин В. В., Шаргородский В. Д., Золкин И. А., Игнатович Е. И., Щекутьев А. Ф. Новые результаты в области обработки и применения межспутниковых измерений // Сборник трудов XIX Санкт-Петербургской междунар. конф. по интегрированным навигационным системам, Санкт-Петербург, Россия, 28–30 мая 2012. СПб.: ЦНИИ «Электроприбор», 2012. С. 306–314.
16. Мильковский А. Г., Середин С. В., Карутин С. Н., Игнатович Е. И., Золкин И. А., Щекутьев А. Ф. Направления развития методов и средств высокоточной синхронизации шкал времени НКА ГЛОНАСС с использованием межспутниковых навигационно-связных технологий // Сборник трудов XXII Санкт-Петербургской междунар. конф. по интегрированным навигационным системам, Санкт-Петербург, Россия, 25–27 мая 2015. СПб.: ЦНИИ «Электроприбор», 2015. С. 429–438.
17. Марарескул Т. А., Гречкосеев А. К., Василенко А. В. Эксперимент по синхронизации бортовых шкал времени навигационных космических аппаратов ГЛОНАСС по взаимным межспутниковым измерниям // Радиотехника. 2013. № 6. С. 18–21.
18. Чубыкин А. А., Рой Ю. А., Корнишев О. М., Падун П. П. Использование бортовыхлазерных измерительно-связных средств для повышения точности и оперативности эфемеридно-временного обеспечения спутников системы ГЛОНАСС // Электромагнитные волны и электронные системы. 2007. № 7. Т. 12. С. 25–30.
19. Дмитриев С. В. Относительность одновременности событий в лазерных измерениях с искусственными спутниками Земли // Электромагнитные волны и электронные системы. 2014. № 8. С. 38–43.
20. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика: Учеб. пособие. В 10 т. Т. II. Теория поля. 7-е изд., испр. М.: Наука, 1988. 512 с.
21. Klioner S. A. Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy, 1992, vol. 53, no. 1, pp. 81–109. https://doi.org/10.1007/BF00049363
22. Relativistic Geodesy: Foundations and Applications, ed. D. Puetzfeld, C. Lämmerzahl, Springer, 2019, 479 p.
23. Борисова Л. Б., Бронников К. А., Мельников В. Н. Учёт гравитационно-релятивистских эффектов при введении единой шкалы времени на Земле и в околоземном пространстве // Измерительная техника. 1988. № 5. С. 31–33.
24. Handbook. Satellite time and f requency transfer and dissemination, ITU Radiocommunication Bureau, Geneva, 2010, 199 p.
25. Брумберг В. А. Релятивистские эффекты при радиолокационных, оптических и радиоинтерферометрических измерениях // Астрономический журнал. 1981. Т. 58. № 1. С. 181−193.
Рецензия
Для цитирования:
Василюк Н.Н., Червонкин А.П. Релятивистская синхронизация часов навигационных космических аппаратов с использованием межспутниковых измерений. Izmeritelʹnaya Tekhnika. 2021;(8):56-66. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-8-56-66
For citation:
Vasilyuk N.N., Chervonkin A.P. Relativistic synchronization of onboard clocks of navigation space vehicles with the aid of intersatellite measurements. Izmeritel`naya Tekhnika. 2021;(8):56-66. (In Russ.) https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-8-56-66
Просмотров:
195
Послать статью по эл. почте 