24.2. ЗОНА РАДИОВИДИМОСТИ, ПОЛОСА ПОКРЫТИЯ И ОБЛАСТЬ ПЕРЕКРЫТИЯ

Для описания области радиовидимости НИСЗ удобно воспользоваться ортодромической системой координат. За большой круг ортодромии следует выбрать проекцию орбиты на неподвижную сферу радиуса, равного радиусу земного шара. Если принять за начало отсчета подспутниковую точку, то положение П будет определяться смещением X вдоль ортодромии, боковым уклонением а и высотой над неподвижной сферой.

Во введенной системе координат условие радиовидимости НИСЗ запишется как

где — сферический угол зоны радиовидимости, который определяется конструктивными, геометрическими либо функциональными ограничениями, а именно: шириной диаграммы направленности антенны НИСЗ, ограничением радиовидимости вследствие затенения Землей, минимально допустимым возвышением над горизонтом определяющегося объекта.

Оценки кратности покрытия зонами радиовидимости НИСЗ используют понятие полосы покрытия и области перекрытия различной кратности. Рассмотрим подробнее структуру навигационного поля, создаваемого цепочкой НИСЗ, размещенных на одной орбите.

Прежде всего рассмотрим влияние сферического радиуса 8 зоны радиовидимости на расположение областей перекрытия различной кратности. На рис. 24.1 показана качественная картина изменения кратности перекрытий в полосе, порождаемой навигационным полем цепочки НИСЗ. Наиболее общим случаем, представляющим практический интерес, является рассмотрение полосы, реализующей в отдельных областях максимум четырехкратное перекрытие.

Введем некоторые определения, позволяющие описать свойства полосы. Назовем узлом полосы точки пересечения границ областей радиовидимости НИСЗ, принадлежащих цепочке. Положение узлов полосы, очевидно, определяется числом НИСЗ и сферическим радиусом области радиовидимости., Для приведенной выше полосы возможны такие случаи образования узлов: пересечение зон радиовидимости НИСЗ, разделенных двумя, одной зонами,

Рис. 24.1. Распределение областей различной кратности перекрытия зон радиовидимости одной цепочки

и пересечение соседних зон. Определим образующиеся при этом узлы соответственно как узлы третьего, второго и первого порядков. Отметим очевидный из рис. 24.1 факт: ортодромические долготы узлов нечетного порядка суть среднее арифметическое долгот соседних НИСЗ, ортодромическая долгота узлов четного порядка совпадает с долготой соответствующего НИСЗ цепочки.

Получающийся в пересечении зон радиовидимости сферический двуугольник характеризуется такими параметрами, как полувысота и полуширина у. Эти параметры связаны с параметром сферического радиуса 9 и углом между двумя рассматриваемыми

Пусть А — угол между двумя соседними НИСЗ, тогда упомянутые случаи соответствуют таким вариантам изменения угла

Введем далее понятие полосы -кратного покрытия. Для краткости назовем ее -полосой. Это сферическая полоса, полуширина которой равна при Другими словами, ширина этой полосы равна дайне сферического двуугольника ограничивающего область, в которой максимальная кратность покрытия равна К. Очевидно, минимальная кратность покрытия в -полосе равна Поэтому для более полной характеристики следует ввести также понятие дефекта -полосы. Определим его как область -полосы, в которой кратность перекрытия равна Затем введем понятие локальной оси дефекта, понимая под ней одну из нескольких осей симметрии. При этом характеристику дефекта полосы выразим в угловой мере глубины ее дефекта:

Это, очевидно, разность ортодромических широт узлов кратности. При будет и К полоса вырождается: верхний и нижний узлы кратности совпадают. Одновременно Дальнейшее вырождение полосы возникнет, например, при соответствующем уменьшении 9, что приводит к ее разрыву: При этом ширина области дефекта на экваторе полосы равна соответственно