Аналитический расчет кривизны и углового отклонения светового луча в атмосфере Земли с учетом ее вращения

1 / 9

Аналитический расчет кривизны и углового отклонения светового луча…
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2016. № 4 79
УДК 535.015 DOI: 10.18698/1812-3368-2016-4-79-87
АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КРИВИЗНЫ И УГЛОВОГО ОТКЛОНЕНИЯ
СВЕТОВОГО ЛУЧА В АТМОСФЕРЕ ЗЕМЛИ С УЧЕТОМ ЕЕ ВРАЩЕНИЯ
Д.Д. Базлева
В.О. Гладышев
А.А. Терешин
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
Аннотация Ключевые слова
Выполнены аналитические расчеты влияния градиента
скорости движения атмосферы Земли на кривизну траек-
тории и угловое отклонение лазерного луча применительно
к задаче определения координат летательного аппарата.
Показано, что эффекты электродинамики движущихся сред
могут оказывать сильное влияние на глобальные космиче-
ские навигационные системы
Электродинамика движущих-
ся сред, атмосфера, кривизна
траектории, угловое откло-
нение луча
Поступила в редакцию 10.02.2016
©МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016
Введение. Искривление траектории распространения электромагнитной волны
гравитационными полями массивных космических объектов изучено достаточ-
но хорошо, так как относится к одному из трех предсказаний общей теории от-
носительности. В последнее время эта тема связана с широко обсуждаемой ги-
потезой существования темной материи и энергии [1]. Кроме того, движущаяся
межзвездная и межгалактическая среда может искривлять траектории световых
лучей, что является источником дополнительных поправок при определении
радиуса орбиты движения звезды.
В пределах Солнечной системы искривление световых лучей может быть вы-
звано гравитационным отклонением света вблизи Солнца, а также рефракцией в
атмосфере Земли, что учитывается при описании процесса распространения
электромагнитного излучения от земного наблюдателя к искусственному спутни-
ку Земли (ИСЗ). Движение атмосферы Земли может влиять на точность коорди-
натно-временнóго обеспечения глобальных спутниковых систем навигации [2, 3].
Численные расчеты позволяют получить оценку сдвига фаз вследствие эффекта
Физо и углового отклонения лазерного луча, возникающего при нарушении зако-
на Снеллиуса в движущейся атмосфере Земли. Значения указанных величин ока-
зались сравнимы с требуемой точностью спутниковых систем позиционирования
нового поколения.
Для более точного расчета было получено релятивистское выражение для
кривизны траектории и углового отклонения светового луча в среде с градиен-
том скорости [4]. На основе этого выражения выполнены расчеты влияния ско-