Космическая геодезия

Космическая геодезия — наука, изучающая использование результатов наблюдений искусственных и естественных спутников Земли для решения научных и научно-технических задач геодезии. Наблюдения выполняют как с поверхности планеты, так и непосредственно на спутниках. Космическая геодезия получила широкое развитие с момента запуска первого искусственного спутника Земли.

Задачи космической геодезии

1. Создание на основе космических методов глобальной инерциальной системы отсчёта, основанной на положении внегалактических источников.
2. Создание общеземной системы отсчёта.
3. Оперативное координатно-временное обеспечение земных объектов посредством глобальных навигационных спутниковых систем.
4. Координатно-временное обеспечение космических полётов.
5. Изучение гравитационного поля Земли, Луны и планет с использованием спутниковых измерений.
6. Изучение фигуры Земли, Луны и планет с использованием спутниковых измерений.

Космическая геодезия – раздел геодезии, изучающий методы определения взаимного положения точек на земной поверхности в единой системе координат с началом в центре масс Земли, определения размеров и фигуры Земли, параметров ее гравитационного поля, используя результаты наблюдения искусственных спутников Земли (ИСЗ) и естественных небесных тел, а также наблюдений солнечных затмений и покрытий звёзд Луной.

Первые работы, относящиеся  к космической геодезии, были опубликованы во 2-й половине 18 века. К середине 20 в. «лунные» методы космической геодезии получили наибольшее развитие. Однако начиная с 60-х гг. 20 века работы опирались  исключительно на позиционные и  дальномерные наблюдения ИСЗ (методы спутниковой  геодезии) и наблюдения баллонов. При  наблюдениях искусственных и  естественных космических объектов и небесных явлений для решения  задач космической геодезии широко применяются методы фотографической  астрометрии.

Одним из основных методов  решения геометрических задач космической  геодезии является одновременное (синхронное) наблюдение космического объекта (Луны, ИСЗ) из нескольких пунктов на земной поверхности. Если в некоторой системе  координат, связанной с Землёй, известны положения двух (или более) из числа  этих пунктов, то путём математического  решения пространственных треугольников  с одной из вершин в точке нахождения космического объекта можно вычислить  положения также и др. пунктов, из которых проводились наблюдения. Такой метод установления геодезической  связи между пунктами на земной поверхности  называется космической (спутниковой) триангуляцией. В случае одновременных  позиционных и дальномерных (выполняемых  с помощью радиотехнических средств  или спутниковыми лазерными дальномерами) наблюдений ИСЗ геодезические связи  могут быть осуществлены и при  одном пункте с известным положением методом геодезического векторного хода. В описанных методах космический  объект лишь обозначает точку, фиксированную  в пространстве в некоторый момент времени.

К орбитальным методам  космической геодезии относят способы  установления геодезической связи  между пунктами, предусматривающие  определение положения ИСЗ в пространстве с помощью законов его движения в гравитационном поле Земли; применение этого метода освобождает от необходимости проведения наблюдений во всех пунктах в один и тот же момент времени.

К динамическим задачам космической  геодезии относят определение параметров гравитационного поля Земли путём  исследования изменений некоторых  элементов орбит ИСЗ, вычисляемых  по результатам систематических  позиционных и дальномерных наблюдений ИСЗ.

Космическая геодезия - изучает геометрические соотношения между точками земной поверхности при помощи искусственных спутников Земли. В настоящее время в связи с новыми достижениями в области техники наблюдений и измерений к числу исследований на Земле прибавились решения научных задач по изучению формы и размеров Луны и планет Солнечной системы и их гравитационных полей.

Космическая геодезия представляет собой один из разделов геодезической науки, который изучает:

• методы определения взаимного положения точек на земной поверхности в единой системе координат с началом в центре масс Земли,
• а также методы определения размеров и фигуры Земли, параметров ее гравитационного поля.

 В космической  геодезии для решения научных  и практических задач используются результаты следующих наблюдений:

• наблюдений как искусственных, так и естественных космических объектов ( к которым относятся искусственные спутники Земли (ИСЗ), Луна) с поверхности Земли;
• наблюдений, выполненных между ИСЗ;
• измерений, выполненных при помощи аппаратуры, которой оборудованы ИСЗ.

Космическая геодезия тесно связана с целым  рядом различных научных дисциплин:

• высшая геодезия,
• картография,
• геодинамика,
• теория фигуры Земли,
• астрономия,
• гравиметрия,
• геофизика,
• вычислительная техника и программирование,
• прикладная математика,
• электротехника и радиоэлектроника,
• приборостроение.

Космическая геодезия связана с этими дисциплинами двояко: она использует их достижения и в то же время предоставляет  данные, которые способствуют дальнейшему  развитию некоторых из них.

Первые  зачатки космической геодезии как  науки появились еще во второй половине 18 века – именно в это  время были опубликованы первые работы, относящиеся к космической геодезии. Но активно развиваться наука  начала в середине 20 в., когда с началом освоения космического пространства и созданием стратегических ядерных сил возникла потребность в изучении формы, размеров и гравитационного поля Земли в целом. Это, в свою очередь,  привело к необходимости создания системы геодезических параметров Земли, которая обеспечивала бы высокую точность и единство геодезических расчетов (орбитальных, баллистических, навигационных и геодезических).

Новые научные задачи не могли быть решены существовавшими в то время геодезическими методами

Именно  вследствие перечисленных факторов и стала активно развиваться  космическая геодезия, особенно по следующим направлениям:

• космонавтика,
• ракетная техника,
• приборостроение,
• электронная вычислительная техника.

Космическая геодезия для решения своих задач  использует несколько  основных  методов:

• орбитальный метод - способы установления геодезической связи между пунктами, предусматривающие определение положения ИСЗ в пространстве с помощью законов его движения в гравитационном поле Земли; при применении данного метода нет необходимости проведения наблюдений во всех пунктах в один и тот же момент.
• динамический метод сводится к определению параметров гравитационного поля Земли путём исследования изменений некоторых элементов орбит ИСЗ, вычисляемых по результатам систематических позиционных и дальномерных наблюдений ИСЗ.
• Космическая (или спутниковая) триангуляция - синхронное наблюдение космического объекта (Луны, ИСЗ) из нескольких пунктов на земной поверхности. Если в некоторой системе координат, связанной с Землёй, известны положения двух (или более) из числа этих пунктов, то путём математического решения пространственных треугольников с одной из вершин в точке нахождения космического объекта можно вычислить положения также и др. пунктов, из которых проводились наблюдения. В случае одновременных позиционных и дальномерных  наблюдений ИСЗ геодезические связи могут быть осуществлены и при одном пункте с известным положением методом геодезического векторного хода.

http://kik-sssr.narod.ru/Geodesy.htm