8.8.3. Астроориентаторы горизонтальной системы координат

В горизонтальных системах координат наибольшее применение находят двухмерные автроориентаторы (АО). Они предназначены для измерения двух координат местонахождения ЛА и истинного курса посредством пеленгации двух небесных светил.

Исходными параметрами в АО горизонтальной системы координат являются измеренные высоты двух небесных светил и. В качестве вертикали используются маятниковые вертикали, например, с жидким уровнем, или гировертикали.

Координаты места можно определить совместным решением двух уравнений линий положения (8.11), откуда получают широту и долготуместа. Склонения светил,и их гринвичские часовые углы,должны быть известны. Уравнения (8.11) решаются в АО при помощи счетно-решающих устройств. Для упрощения решения уравнения линеаризуют. С этой целью задаются приближенными координатами места,ЛА и в результате измерения высот светил находят поправкиик этим координатам. Искомые координаты места равны

, . (8.17)

По заданным координатам ,и времени наблюдения выбранных светил по справочникам вычисляют высоты,и азимуты,светил. Эти высоты и азимуты наблюдатель мог бы измерить на местности с координатами,в установленное для наблюдений время. Поскольку в этот момент ЛА может не находиться в точки с координатам,, то измеренные фактические высоты светил,будут отличаться от расчетных на величинуи:

, . (8.18)

Связь между поправками ,и измеренными отклонениями высот светил,определяется соотношениями:

,

. (8.19)

Решая совместно уравнения (8.19), получим

, . (8.20)

Звездно-солнечный ориентир БЦ-63 предназначен для определения истинного и ортодромического курсов ЛА и его географических и ортодромических координат при пеленгации двух светил. В дневном полете при автоматическом или ручном вводе координат ЛА БЦ-63 используется как горизонтальный астрокомпас для измерения курса ЛА.

Исходными данными для применения БЦ-63 при полетах ночью являются: географические координаты ЛА в момент настройки, склонения и прямые восхождения пеленгуемых светил, гринвичское звездное время в момент включения.

В дневном полете для измерения истинного курса ЛА на вычислителе БЦ-63 устанавливаются географические координаты места ЛА, склонение и прямое восхождение Солнца.

Для определения навигационных элементов полета астроориентатор измеряет высоту и курсовой угол Солнца, а ночью ≈ высоты и курсовые углы двух звезд. Измеренные координаты светил используются для расчета географических координат долготы и широты места и истинного курса ЛА.

Ортодромические координаты ЛА X, Y и истинный путевой угол ортодромии _ПУ определяются в вычислителе астроориентатора пересчетом географических координат на основе решения сферического треугольника.

Астроориентатор решает задачу по определению местоположения и курса ЛА, работает последовательно в режиме наведения на светило и слежения.

На рис. 8.13 приведена функциональная схема работы астроориентатора в режиме наведения на светило.

Рис. 8.13. Функциональная схема работы астроориентатора в режиме наведения на светило: АС₁, АС₂– астрономические секстанты; ЭЧ-1, ЭЧ-2 – электронные части;– тангаж;–крен; КУ₁, КУ₂– курсовые углы; h₁, h₂– высота светила; А₁, А₂– азимуты светил; X, Y – ортодромические координаты; ПУ – пульт управления; ОК (ИК) – ортодромическии (истинный) курс;– истинный путевой угол ортодромии;₁,₂– прямые восхождения светил,₁,₂– склонения светил; S_гр– звездное гринвичское время; Ф, L – географические координаты полюса ортодромии;– широта места;– долгота места; КС-6А – курсовая система; ЦГВ-5 – центральная гировертикаль; ИЭ-41 – индикатор электронный; НУ – навигационное устройство

Методические погрешности астроориентаторов. Причинами методических погрешностей астроориентаторов являются:

– погрешности измерения высот светил;

– неточности определения координат пеленгуемых небесных тел.

Источниками методических погрешностей в измерении высоты светила являются:

– астрономическая рефракция, которая возникает вследствие преломления лучей света в земной атмосфере. Причинами рефракционного явления могут быть: изменение плотности воздуха с высотой; вследствие местных уплотнений воздуха, например, при полетах со сверхзвуковыми скоростями; вследствие деформации астрокупола и смещения опоры телескопа.

– параллакс светила, который представляет собой угол между направлением из какой-либо точки земной поверхности или околоземного пространства и направлением из центра Земли на центр светила. Необходимость учета параллакса светила возникает в связи с тем, что в ААЕ дают сведения о координатах светил в геоцентрической системе координат.

– полудиаметр светил – погрешность, возникающая при пеленгации светил, имеющих форму диска. Координаты всех светил, приведенные в справочниках, относятся к центрам светил. При измерении высоты светила иногда пеленгуют не его центр, а верхний или нижний край видимого диска.

– угол наклонения видимого горизонта относительно истинного горизонта.

Контрольные вопросы:

1. Приведите особенности, достоинства и недостатки астрономических навигационных систем.

2. Перечислите и дайте определение основным точкам и кругам на небесной сфере.

3. Опишите основные круги и координаты в горизонтальной и экваториальной системах координат.

4. Охарактеризуйте видимое суточное и годовое движение светил на небесной сфере.

5. Какие термины, связанные с астрономическим измерением времени, вы знаете?

6. Как осуществляется определение астрономических линий положения ЛА по небесным светилам?

7. Приведите назначение и классификацию астрономических компасов.

8. Каким образом производится определение курса с помощью пеленгации небесных светил?

9. Зарисуйте функциональную схему и опишите принцип действия горизонтального астрокомпаса. Вследствие каких причин возникают погрешности горизонтальных астрокомпасов?

10. Приведите назначение и классификацию астрономических ориентаторов.

11. Опишите принцип действия авиационного секстанта ИАС-1М.

12. Опишите принцип действия астроориентаторов и перечислите причины их методических погрешностей.

18