Введение к работе
Актуальность темы. Гравитационным градиентометром называется прибор, измеряющий в данной точке пространства компоненты тензора гравитационных градиентов. Гравитационный градиентометр играет важную роль в инерциальной навигации, геопотенциальном исследовании, геодинамике, науке о космосе и т. д. В настоящее время в инерциальных навигационных системах используется математическая модель гравитационного поля — эллипсоидальная модель гравитационного поля Земли. Когда точность современных навигационных приборов, например, гироскопов, акселерометров, достигла такого уровня, что аномалии тяготения являются основной причиной возникновения ошибок в инерциальной навигации, нужно знать более точные величины гравитационного поля для уточненного навигационного расчета. Одним из возможных решений этой проблемы является измерение компонентов тензора гравитационных градиентов во время движения с помощью гравитационного градиентометра. Требования развивающейся науки и технологии принуждают активно проводить программу «Геопотенциальная исследовательская задача», в которой собираются и анализируются более новые точные данные гравитационного и магнитного полей, а также создаются и интерпретируются их модели. Ясно, что более точные гравитационные данные могут быть получены гравитационным градиентометром, позволяющим быстро производить съемку для горизонтальных и вертикальных компонентов силы тяготения во время движения. Исследование окружающей среды микрогравитации очень важно для науки жизни, обработки лекарств и материалов в космосе. Гравитационное поле космоса можно измерять гравитационным градиентометром.
Целью работы является исследование теории и приложения гравитационных градиентометров, что включает в себя:
1) Обзор современного уровня и перспектив гравитационных градиентометров.
-
Анализ ошибок гравитационного градиентометра.
-
Получение формул для гравитационных градиентов и углового ускорения вращения для канонического гравитационного градиентометра.
4) Приложение гравитационных градиентометров в системе
инерциальнои навигации.
Научная новизна работы. Проанализированы ошибки гравитационного градиентометра, в частности, исследованы смещение осей и ошибки в ориентации градиентометра. Получены формулы для гравитационных градиентов и углового ускорения вращения для канонического гравитационного градиентометра. Выведены уравнения системы инерциальнои навигации с помощью гравитационного градиентометра при наличии и отсутствии платформы.
Практическая ценность работы состоит в том, что анализ ошибок градиентометра может быть использован для создания усовершенствованной модели ошибок прибора. Полученное динамическое уравнение канонического гравитационного градиентометра позволяет производить съемку для горизонтальных и вертикальных конпонентов гравитационного поля. Выведенные уравнения инерциальнои навигационной системы и бесплатформенной инерциальнои навигационной системы с помощью гравитационного градиентометра позволяет проводить уточненные навигационные расчеты.
Положения, выносимые на защиту
-
Анализ ошибок гравитационного градиентометра.
-
Формулы для канонического гравитационного градиентометра.
-
Исходные уравнения инерциальнои навигационной системы с помощью гравитационного градиентометра.
-
Уравнения бесплатформенной инерциальнои навигационной системы с помощью канонического гравитационного градиентометра
Апробация Работы. По теме диссертации сделан доклад на Конференции молодых ученых (механико-математический факультет МГУ, секция прикладной механики, 7-11 апреля 1997 г.). Ре-
зультаты докладывались на научных семинарах Л. И. Седова и Н. Р. Сибгатуллина.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения; всего содержит 101 страницу, включая 12 рисунков и 1 таблицу. Библиография состоит из 61 работы.