ИСТИНА

Современные системы навигации имеют чрезвычайно высокую точность. Она достигается не только благодаря совершенству приборов, таких как высокоточные стандарты частоты, но и благодаря учёту релятивистских эффектов. Это как эффекты специальной теории относительности (СТО), то есть кинематические, связанные с движением Земли, прежде всего с её вращением, но не связанные с гравитационным полем Земли, так и эффекты общей теории относительности (ОТО), которые как раз вызваны гравитационным полем Земли, его возможными вариациями. В работе ряда систем навигации, как в окрестности Земли, так и на её поверхности, где для этого используется оптоволокно, важным является учет таких эффектов при обмене лазерными импульсами (электромагнитными сигналами). В данной работе мы рассматривали кинематический эффект, смысл которого состоит в том, что в системе отсчёта вращающейся Земли сигнал, посланный на спутник, под одним углом, будет возвращаться на станцию под другим углом. Разница этих углов существенным образом зависит как от параметров орбиты спутника, так и от скорости вращения Земли. Точность современных приборов более, чем достаточна для фиксации этого эффекта. Мало того, для более точного функционирования навигационных систем приборы должны быть настроены так, чтобы этот эффект учитывался. Несмотря на то, что эффект отклонения лучей света кинематический, его рассматривают с использованием законов ОТО. Дело в том, что наблюдатели (исследователи и их приборы) находятся на вращающейся Земле, то есть в неинерциальной системе отсчёта. А тогда, в силу принципа эквивалентности, воздействие ускорений может быть интерпретировано как воздействие гравитационных полей, что описывается законами ОТО. Именно эта возможность моделирования распространения сигналов используется нами. Исследование эффекта отклонения лазерных лучей получило активное развитие как раз с увеличением точности измерений. Смысл теоретических построений состоит в следующем. Поскольку сам эффект фиксируется на лазерной станции локации спутников, то расчёты проводятся в топоцентрической системе отсчёта. В этой системе отсчёта выписываются координаты спутника на его орбите в каждый момент времени. С другой стороны, в неинерциальной (вращающейся) системе отсчёта выписываются и уравнения нулевых геодезических, которым соответствует распространение лазерных сигналов. Анализируя уравнения геодезических, для которых граничными условиями являются события излучения сигнала, встречи со спутником (или отражения от него) и приема отраженного сигнала, рассчитывается угол отклонения. Эти теоретические расчеты можно проводить различными способами: «нормируя» их на момент отражения сигнала от спутника или «нормируя» конечные формулы на моменты излучения и приема отраженного сигнала. В теоретическом смысле эти подходы полностью эквиваленты. Цель настоящего исследования дать последовательный и детальный вывод формул, обозначенных выше подходов с тем, чтобы в предстоящих исследованиях учесть более слабые факторы, такие как гравитационное поле Земли и её сжатие. Кроме теоретического развития мы провели численные расчёты отклонения лазерных лучей. Эти расчёты относятся к конкретным спутникам – это «Радиоастрон» в различные моменты при периодическом изменении параметров его орбиты, а также ко всем спутникам ГЛОНАСС, чьи орбиты с очень малым эксцентриситетом и значительно ниже.