розділ 2, п.2.1). Апаратна затримка визначається по формулі [1]:
, (4.1)
де - виміряний час поширення лазерного імпульсу до мішені та назад, - показник заломлення світла у повітрі для довжини хвилі 532 нм, - швидкість світла у вакуумі. Показник заломлення є функцією метеопараметрів і може зумовлювати зміну на 200-500 пікосек. Його величину можна визначити по спрощеній формулі Маріні-Мюррей [76, 77]. Після попередньої обробки результатів (див. п.4.5) із обчислених нормальних вимірів (вимірів) віднімається знайдена апаратна затримка для того, щоб привести їх до точки відліку.
Для проведення калібрувальних вимірювань був розроблений алгоритм та створена спеціальна програма. Її алгоритм подібний до алгоритму програми локації. Основна відмінність, це робота без запрограмованих апаратних часових воріт, оскільки величина затримки приблизно дорівнює 1 мкс.
З допомогою даної програми проводяться:
* вимірювання багатократних відстаней до мішені ;
* зчитування метеопараметрів (температура, атмосферний тиск, вологість);
* обробка результатів: визначення середнього значення , його середньоквадратичної похибки;запис результатів у файл;
* запис інформації у спеціальний файл-каталог та log-файл;
* відображення результатів вимірювань під час калібрування у графічному вигляді (побудова гістограми).
Вхідними параметрами для програми є кількість вимірів, які необхідно здійснити, режим роботи, очікувана відстань до мішені. Результати калібрувальних вимірювань використовуються програмою обробки спостережень (див. п.4.5).
На рис. 4.4 приведені приклади вимірювань відстані до мішені : отримані результати та їх точність. На рис. 4.5 представлена стабільність визначеної апаратної затримки на інтервалі часу ?1 рік. Видно, що дана величина не є стабільною. Тому калібрувальні вимірювання необхідно проводити регулярно, до початку кожного сеансу спостережень, і після нього.
4.5. Розрахунок пошукових ефемерид ШСЗ.
Для наведення та супроводження ШСЗ телескопом необхідно знати положення супутника на заданий момент часу. Розрахунок пошукової ефемериди ШСЗ на віддалемірі "Київ-Голосіїв" проводиться пакетом програм, розроблених в 1994 р. Brion P. Conklin (програміст) та Mark A. Davis (автор) із університету штату Техас (США) [40] та адаптованих а ГАО НАНУ [20].
Основний алгоритм програм пояснює рис. 4.6. До складу пакету входять:
програма обчислення геоцентричних координат ШСЗ X, Y, Z та швидкостей Vx, Vy, Vz, за відомими ефемеридами у форматі TIRV (Tuned Inter-Range Vector);
програма обчислення горизонтальних топоцентричних координат ШСЗ (азимут, висота) на задану дату, а також його фази (ступінь освітленості Сонцем відносно спостерігача).
Вхідними даними для пакета являються ефемериди ШСЗ у стандартному форматі: геоцентричні вектори положення та швидкості на початок доби, параметри обертання Землі, контрольні суми. Ефемериди ШСЗ уточнюються щоденно (а для деяких низькоорбітальних ШСЗ декілька разів на добу) із результатів спостережень на віддалемірах мережі ILRS та розповсюджуються по мережі Internet. У табл. 4.1 описується формат TIRV файлу, який поступає на вхід програми (рис. 4.4).
Рис. 4.6. Схема розрахунку пошукової ефемериди ШСЗ.
Таблиця 4.1.
TIRV формат ефемерид ШСЗ.
Номер рядкаЗначення1IRSTUT2yyyy mm dd hh mm ss.s xxxxx.xxxxxx yyyy.yyyy... zzzz.zzzz...3satt ep nno l l l l l l l l l l.l l l l l l l l l mmm... n n n...4jxpole jypole ddrate bbbb.b ccc... ddd...ЗначенняПояснення.1IRSTUTсимвольна стрічка початку TIRV формату2yyyyрік2mmмісяць року2ddдень місяця2hhгодина дня; час Грінічського меридіану (GMT)2mmхвилини2ss.sсекунди2xxx. . .X - компонента положення, м. 2yyy. . .Y - компонента положення, м. 2zzz . . .Z - компонента положення, м. 3sattідентифікаційний номер супутника3epідентифікаційний номер ефемериди3nnoTIRV порядковий номер3l l l. . .VX - компонента швидкості3mmm. . .VY- компонента швидкості3n n n. . .VZ - компонента швидкості4jxpole x- компонента руху полярної осі, мілісек. дуги4jypole y- компонента руху полярної осі, мілісек. дуги4ddrate зміна в швидкості обертання Землі, рад./сек.4bbb. . .контрольна сума всіх цілих TIV величин 4ccc. . .контрольна сума компонент положень4ddd. . .контрольна сума компонент швидкостей
Нижче наведено приклад ефемериди ШСЗ "TOPEX/Poseidon" у TIV форматі для 18 та 19 жовтня 2000 р.
DSIDP TOP.ORB.PRD IRVS A 001018
IRVSHTSI TUNED IRVS
2000 10 18 0 0 0.0 -5531947.655510 2316261.462895 4855305.369125
4377 292 0 2277.311046280 -4550.214408914 4760.579311747
-23 217 0 6891.0 1639619.176510 2487.675949113
IRVSHTSI TUNED IRVS
2000 10 19 0 0 0.0 -3769355.390470 6006820.685710 -3045945.646730
4377 292 0 -3604.798157464 743.095924126 5923.497588153
-25 218 0 6891.0 -808480.351490 3061.795354815
Для обчислення геоцентричних координат використовується модель гравітаційного поля Землі GEM-10N (1977) із константами:
швидкість світла, м/сек. 2.99792458 108
гравітаційна константа Землі, м3/сек2 3986.0044 1011
радіус референс-еліпсоїда Землі, м 6378137.0
коефіцієнт стиснення референс
елінсоїда Землі 298.25500
4.6. Обробка результатів віддалемірних спостережень ШСЗ.
Після проведення сеансу віддалемірних спостережень ШСЗ отримані результати попередньо обробляються для обчислення: нормальних точок, похибок вимірювань, часового зсуву орбіти (Time Bias) та зсуву по відстані (Range Bias). Для цього використовується пакет програм, який був розроблений на ЛСВ "Боровець" (м. Боровець, Польща) [91] та адаптований в ГАО НАНУ.
Нижче перелічені