ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТЕЙ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИЛЬНО АНОМАЛЬНОГО ГРАВИТАЦИОННОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ

Предмет исследования. Представлены результаты исследования и компьютерного моделирования погрешностей определения параметров гравитационного поля Земли для районов с сильной расчлененностью поля. Приведена оценка погрешностей определения параметров гравитационного поля Земли методом калмановской фильтрации. Метод. Предложена компьютерная модель для реализации инерциально-геодезического метода определения параметров гравитационного поля Земли с использованием комплексной системы, состоящей из высокоточной инерциальной навигационной системы на свободных гироскопах и спутниковой системы геодезического класса точности. Показана возможность нахождения соответствия между детерминированным и стохастическим подходами при моделировании потенциала силы тяжести на примере детерминированной модели точечных масс. Основные результаты. Методами компьютерного моделирования показано, что в рамках задачи определения параметров гравитационного поля Земли модель ухода свободного гироскопа может быть редуцирована до двух значимых коэффициентов, по одному коэффициенту на гироскопы с полярной и экваториальной ориентацией соответственно. Показано, что для районов с сильной расчлененностью гравитационного поля уместно использовать модель возмущающего потенциала, построенную в рамках детерминированного подхода моделью точечных масс. Такая модель представляет собой совокупность притягивающей и отталкивающей масс (гравитационный диполь). Практическая значимость. Редуцирование модели ухода свободного гироскопа позволяет значительно сократить размерность фильтра Калмана, используемого в данной комплексной системе, что уменьшает время вычислений и повышает наглядность вектора состояния. Нахождение соответствия между детерминированным и стохастическим подходами позволяет использовать в работе удобный математический аппарат и статистическую терминологию. Также детерминированный подход позволяет в условиях сильно расчлененного гравитационного поля Земли создать модель, наиболее точно соответствующую реальному полю.

1. Огородова Л.В. Высшая геодезия. Часть III. Теоретическая геодезия: Учебник для вузов. М.: Геодез-картиздат, 2006. 384 с.
2. Пешехонов В.Г. Судовые средства измерения параметров гравитационного поля Земли. Л.: ЦНИИ «Румб», 1989. 90 с.
3. Анучин О.Н. Инерциальные методы определения параметров гравитационного поля Земли на море: дис. … докт. техн. наук. СПб., 1992. 425 с.
4. Карпик А.П., Канушин В.Ф., Ганагина И.Г., Голдобин Д.Н., Мазурова Е.М. Исследования спектраль-ных характеристик глобальных моделей гравитационного поля Земли, полученных по космическим миссиям CHAMP, GRAСE и GOCE // Гироскопия и навигация. 2014. №4(87). C. 34–44. doi: 10.17285/0869-7035.2014.22.4.034-044
5. Дмитриев С.П. Высокоточная морская навигация. СПб.: Судостроение, 1991. 224 с.
6. Емельянцев Г.И., Блажнов Б.А., Степанов А.П. О возможности определения УОЛ в высоких широтах с использованием прецизионного инерциального модуля и двухантенной спутниковой аппаратуры // Гироскопия и навигация. 2015. №3(90). C. 72–81. doi: 10.17285/0869-7035.2015.23.3.072-081
7. Несенюк Л.П., Старосельцев Л.П., Бровко Л.Н. Определение уклонений отвесных линий с помощью инерциальных навигационных систем // Вопросы кораблестроения. 1980. №46. С. 16–22.
8. Пешехонов В.Г. Современное состояние и перспективы развития гироскопических систем // Гироско-пия и навигация. 2011. №1(72). С. 3–16.
9. Peshekhonov V.G., Vasiljev V.A., Zinenko V.M. Measuring vertical deflection in ocean combining GPS, INS and star trackers // Proc. 3rd Int. Workshop on High Precision Navigation. Stuttgart, Germany, 1995. P. 180–185.
10. Гусинский В.З., Лесючевский В.М., Литманович Ю.А. Выставка и калибровка инерциальной навига-ционной системы с многомерной моделью погрешностей инерциальных измерителей // 4-я междуна-родная конференция по интегрированным навигационным системам. СПб., 1997. С. 27–40.
11. Гусинский В.З., Лесючевский В.М., Литманович Ю.А., Пешехонов В.Г., Шмидт Дж.Т. Использование информационной избыточности в инерциальных навигационных системах на свободных гироскопах // III международная конференция по интегрированным навигационным системам. СПб., 1996. С. 12–19.
12. Тарановский Д.О., Лесючевский В.М. Этапы разработки оптимального фильтра для выставки и ка-либровки инерциальной навигационной системы на неуправляемых гироскопах // Материалы V кон-ференции молодых ученых «Навигация и управление движением». СПб., 2004.
13. Мартыненко Ю.Г. Движение твердого тела в электрических и магнитных полях. М.: Наука, 1988. 368 с.
14. Степанов О.А., Кошаев Д.А. Универсальные MATLAB программы анализа потенциальной точности и чувствительности алгоритмов линейной нестационарной фильтрации // Гироскопия и навигация. 2004. №2 (45). С. 81–93.
15. Мориц Г. Современная физическая геодезия. М.: Недра, 1983. 392 с.
16. Конешов В.Н., Непоклонов В.Б., Сермягин Р.А., Лидовская Е.А. Современные глобальные модели гравитационного поля Земли и их погрешности // Гироскопия и навигация. 2013. № 1. С. 107–118.
17. Непоклонов В.Б. Об использовании новых моделей гравитационного поля Земли в автоматизирован-ных технологиях изысканий и проектирования // Автоматизированные технологии изысканий и про-ектирования. 2009. № 2,3.
18. Яшникова О.М. Построение карт изолиний аномального гравитационного поля Земли на основе ме-тода точечных масс // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. 2011. №5 (75). С. 35–39.
 

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License