Ảnh hưởng của các nguốn sai số trong kỹ thuật đo cao vệ tinh

21-02-2014, 4:21 pm

Nguyên lý của đo cao vệ tinh là dùng sóng Rada, sóng Rada lan truyền trong không gian ở độ cao cách mặt phản xạ hàng nghìn km sẽ là nguyên nhân sinh ra các nguồn sai số do môi trường, ngoài ra còn kể đến các sai số do kỹ thuật thiết kế chế tạo hệ thống và các yếu tố vật lý khác. Có thể phân loại các nguồn sai số trong đo cao vệ tinh thành 3 loại: Sai số do kỹ thuật thiết kế hệ thống; Sai số quỹ đạo vệ tinh; Sai số do môi trường.

1. Sai số do kỹ thuật thiết kế hệ thống

Sai số do kỹ thuật thiết kế hệ thống là sai số không thể tránh khỏi của các ngành kỹ thuật nói chung và kỹ thuật đo cao vệ tinh nói riêng, bao gồm những nguồn sai số sau:

- Sai lệch do hệ thống giám sát: Trong thiết kế tính toán và giám sát độ cao của quỹ đạo vệ tinh người ta dùng một loại sóng phản hồi liên lạc giữa trạm giám sát mặt đất và vệ tinh, tuy nhiên do sự ly tán sóng phản hồi dẫn đến sai lệnh độ cao quỹ đạo vệ tinh.

- Sai số do méo tín hiệu: Cường độ và tốc độ của tín hiệu phát đi và thu về không giống nhau do ảnh hưởng của bộ điều khiển và tính toán của thiết bị gây ra.

- Sai số do đồng hồ.

Sai số tổng hợp của thiết kế hệ thống trong đo cao vệ tinh hiện nay khoảng 2-3cm.

2. Sai số do quỹ đạo vệ tinh

Quỹ đạo vệ tinh khi vận hành thực tế sẽ không thể được như thiết kế về góc nghiêng, độ cao... do sự sai lệch giữa tọa độ vệ tinh {X_S(t), Y_S(t), Z_S(t) hoặc B_S(t), L_S(t), H_S(t)} tính toán theo lịch vệ tinh và tọa độ thực tế của nó. Đây là nguyên nhân trực tiếp và cũng có ảnh hưởng lớn nhất đến kết quả của trị đo cao vệ tinh. Sai số quỹ đạo vệ tinh chủ yếu phân làm ba loại: Sai số bán kính quỹ đạo, Sai số khí áp, Sai số do ảnh hưởng của thủy triều. Nguyên nhân gây ra sai số quỹ đạo vệ tinh là do trọng trường trái đất, do khí áp, do hiện tượng thủy triều và lực hút giữa các hành tinh... làm cho tọa độ của vệ tinh thực tế và tọa độ của vệ tinh tính toán theo lịch vệ tinh có sai lệch. Từ các thế hệ vệ tinh đầu tiên như SKYLAB, GEOS-3, SEASAT đến các thế hệ gần đây, sai số này đã giảm được đáng kể, đặc biệt là với thế hệ vệ tinh Topex/Pseidon thì sai số này chỉ còn vài cm và có thể làm giảm nhỏ nữa khi sử dụng phần mềm có chức năng hậu xử lý [3].

3. Sai số do môi trường

Tín hiệu Rada truyền từ vệ tinh đến bề mặt phản xạ và phản hồi lại, đã lan truyền qua tầng điện ly, tầng đối lưu, tiếp xúc với sóng biển¼ là nguyên nhân gây ra loại sai số này. Sai số do môi trường chủ yếu được phân làm 3 loại: Sai số ảnh hưởng của điện từ, Sai số ảnh hưởng của tầng điện ly, Sai số do ảnh hưởng của tầng đối lưu. Nguồn sai số này đối với các thế hệ vệ tinh sau này đã được cải thiện đáng kể. Với các phần mềm mới dùng mô hình toán thông kê, sai số này có thể giảm xuống đáng kể chỉ còn 1cm