Об отклонении электромагнитных импульсов в связанной с землей вращающейся системе отсчета

Аннотация

Для определения положения искусственного спутника Земли (ИСЗ) или Луны используется метод лазерной локации. Выполняются лазерные измерения расстояний от наземных станций до спутников, оснащенных уголковыми отражателями, или до отражателей, находящихся на поверхности Луны. С помощью временного интервала между излучением и приемом ультракоротких лазерных импульсов на одной и той же станции определяют положение ИСЗ или Луны в момент отражения. При этом излученный сигнал со станции и отраженный сигнал от спутника идут по разным траекториям. В результате формируется угол между направлением излученного и возвращенного сигналов в точке локации. В настоящей статье изучается именно это отклонение траекторий лазерных сигналов. Поскольку вращающаяся система отсчета, связанная с Землей, неинерциальна, при вычислениях задействуется теория относительности. Рассматриваются сферическая форма Земли и кеплеровы орбиты ИСЗ без учета гравитационного поля Земли. Отклонение сигнала существенным образом зависит как от параметров орбиты спутника, так и от скорости вращения Земли. Произведенные математические выкладки позволяют обобщить и сравнить результаты исследований этого эффекта, полученные другими авторами. Они же использованы при численных расчетах на примере высокоорбитального и имеющего большой эксцентриситет ИСЗ «РадиоАстрон» и всех 24 ИСЗ ГЛОНАСС с низкими орбитами и незначительными эксцентриситетами. Рассчитана величина как самого эффекта, так и его изменений при изменении параметров орбит ИСЗ. Точность современных приборов достаточна для фиксации эффекта, а его учет увеличит эффективность их применения. В будущем планируется оценить факторы сплюснутости Земли и ее гравитационного потенциала.