Курсовая работа: Создание новых систем навигации и ориентации ЛА

РЕФЕРАТ

Отчет 49 с., 12 рис., 11 источников

РЕЛИКТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА НАВИГАЦИИ И ОРИЕНТАЦИИ, ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ, КОСМОЛОГИЧЕСКИЙ РЕЛИКТОВЫЙ ФОН.

Объектом исследования является возможность использования реликтового излучения в качестве навигационного поля и построения систем автономной навигации и ориентации летательных аппаратов на основе спектральных измерений скоростей относительно реликтового излучения .

Целью является экспериментальная оценка возможности использования методов спектральных измерений скоростей относительно реликтового излучения для создания новых перспективных систем автономной навигации и ориентации летательных аппаратов.

В результате выполненных аналитических и численных оценок сделан вывод о возможности использования дипольной составляющей реликтового излучения в качестве анизотропного навигационного поля для решения задач навигации и ориентации летательных аппаратов.

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 5

ВВЕДЕНИЕ 6

1 ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИТИКО-ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ НАВИГАЦИИ И ОРИЕНТАЦИИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ПО СПЕКТРАЛЬНЫМ ИЗМЕРЕНИЯМ СКОРОСТЕЙ ОТНОСИТЕЛЬНО РЕЛИКТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 8

1.1 Проведение патентных исследований в области создания новых систем навигации и ориентации ЛА,использующих РИ в качестве навигационного поля 8

1.2 Анализ тенденций развития в РФ и за рубежом исследований в области построения систем АНО ЛА на основе геофизического поля РИ 9

1.3 Аналитико-теоретические исследования в области методов спектральных измерений скоростей относительно РИ 12

1.3.1 Принципы и схемы построения систем АНО ЛА на основе спектральных измерений скоростей относительно РИ 12 1.3.2 Математическая модель определения скорости движения ЛА относительно РИ 16

1.3.3 Алгоритм обработки измерений скорости движения ЛА относительно РИ 39

1.4 Разработка предложений по проведению экспериментальных исследований в интересах оценки возможности использования методов РИ для создания перспективных систем АНО ЛА 41

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 45

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 48

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ЛА – летательный аппарат

РИ – реликтовое излучение

АНО – автономная навигация и ориентация

ИСО – инерциальная система отсчёта

НИР – научно-исследовательская работа

ВВЕДЕНИЕ

Одним из основных направлений повышения эффективности функционирования космической отрасли в целом является улучшение функциональных характеристик систем АНО ЛА.

В настоящее время широко используются два основных подхода решения задач навигации в пространстве. Первый из них основан на использовании наземных навигационных радиотехнических средств. Второй подход основан на использовании спутниковых навигационных систем типа ГЛОНАСС.

Совершенствование и создание новых систем ориентации и навигации космической техники предполагает увеличение сроков активного существования ЛА, снижение массогабаритных характеристик и энергопотребления, наращивание числа решаемых функциональных задач.

За последние два десятилетия в РФ и за рубежом в теоретической физике получен ряд новых фундаментальных результатов. В их числе открытие анизотропии реликтового микроволнового излучения, которое может быть рассмотрено как навигационное поле. Но для того, чтобы его использовать, нужен навигационный прибор, измеряющий значения навигационных функций, определенных в 3-х мерном пространстве.

Основным преимуществом системы АНО по РИ является то, что метод не чувствителен к экранировке каких-то конкретных областей небесной сферы, для его реализации не требуется выбирать и записывать в бортовую память реперные координаты звездных ориентиров. Сравнение результатов измерений может осуществляться с любыми областями эталонной карты РИ.

Распределение температуры на небесной сфере постоянно во времени и представляет собой стабильное навигационное поле, что можно использовать при решении задач АНО ЛА. Подобно существующим звездным датчикам, использующим в качестве эталона карту звездного неба, карта РИ могла бы стать эталоном на устройствах АНО нового поколения.

Таким образом, важной отличительной особенностью системы АНО ЛА, построенной на основе РИ является высокая помехозащищенность и стабильность измеряемых параметров во времени.

Вынесение на повестку дня вопроса о создании системы АНО на новом физическом принципе стало возможным на основе отечественных достижений в области разработки современного аппарата электродинамики движущихся сред и открытия анизотропии реликтового электромагнитного излучения, что позволяет строить точные математические модели и использовать дипольную составляющую анизотропии для калибровки разрабатываемой техники. Разработка новых систем АНО является одним из перспективных путей создания ЛА с улучшенными на принципиально новом уровне тактико-техническими характеристиками.