Диссертация (Разработка и исследование прецизионной системы информационного обеспечения бортового комплекса управления космическим аппаратом научного назначения), страница 24

Алгоритм позволяет снизить ошибку определенияориентации КА в 3 раза по сравнению с алгоритмами фильтрации, основаннымина фильтре Калмана с постоянными коэффициентами усиления. В тоже времяразработанныйалгоритмимеетсниженныев2,7разатребованияквычислительным ресурсам БКУ по отношению к алгоритмам, основанным наполном фильтре Калмана.7. Разработана модель виртуального звездного прибора, реализующаяинтегральнуюобработкуизмеренийдвухзвездныхприборов.Модельпредназначена для использования в алгоритме комплексирования информациидвух ЗП без увеличения размерности фильтра. На основании модели разработаналгоритм фильтрации высокочастотной шумовой погрешности ЗП на базесовместной обработки измерительной информации звездных приборов. Алгоритм,за счет использования модели виртуального прибора, при фильтрации не вноситдополнительного запаздывания.

Определена зависимость степени фильтрациивысокочастотной погрешности ЗП от величины угла между визирными осями ЗП.Для модели исследована степень фильтрации шумов пары ЗП, чья информацияиспользуется для модели виртуального ЗП, от угла между визирными осями парыЗП. Предложена зависимость для расчета степени фильтрации в зависимости отугла между визирными осями ЗП.1798.

Разработан алгоритм двухточечной калибровки дрейфов гироскоповинерциальных измерительных блоков. Алгоритм отличает возможность оценкидрейфов гироскопов по двум точкам наблюдения измерительных данных от ЗП.Алгоритм позволяет при задействовании малых вычислительных ресурсов БКУпроводить оценку дрейфов гироскопов.9. Разработаны циклограммы функционирования имеющихся алгоритмовСИО и разработанных автором алгоритмов комплексирования информации.Циклограммы отражают необходимые последовательности операций и действийдля достижения заданной точности.10. Предложен обоснованный метод описания программного обеспечениябортовых комплексов с помощью использования современных графическихсредств системного анализа, позволяющий наглядно и качественно представитьстроение, структуру и внутреннее взаимодействие программного обеспечениябортовых комплексов управления космическими аппаратами.

Применение методапозволяетдоступнымисредствамипредставитьграфическоеописание,основанное на методах системного анализа, постановки задачи для разработкипрограммно-алгоритмическогоописаниябортовогокомплексауправления,графическими средствами документировать взаимодействие отдельных элементовлюбого размера внутри сложных программных комплексов. Предлагаетсяприменение предложенных диаграмм в описании алгоритмов БКУ, в том числе сцельюсокращениявременианализаиполявозможныхсобытийпривозникновении нештатных ситуаций.11.Проведено моделированиеразработанныхалгоритмов.объектаПриведеныисследованиярезультатыдо внедренияматематическогомоделирования исследуемого объекта и приборов.

На основании результатовмоделирования продемонстрирована необходимость доработки существующихалгоритмов, и тем самым, продемонстрирована актуальность и необходимостьпоставленной и решенной в настоящей диссертации задачи.18012. Проведено внедрение разработанных автором в настоящей работеалгоритмов в объект исследования и моделирование объекта исследований. Сприменениемметодаматематическогомоделированияпоказанаработоспособность разработанных в главе 3 настоящей работы алгоритмовсистемы информационного обеспечения.Проведенноемоделированиедоказываетправильностьпостроенияалгоритмов комплексирования информации ИИБ и ЗП, а также показываетвыполнение требований как по точности определения ориентации, так и пореализуемым вследствие работы предложенного алгоритма комплексированиястабилизационным отклонениям.13.

Продемонстрирована инвариантность алгоритма комплексирования ИИБи ЗП по отношению к характеристикам ИИБ и ЗП на основании проведенногомоделировании работы КА с различными ИИБ и ЗП.В настоящей диссертационной работе разработан, обоснован и испытанпрограммно-алгоритмическийкомплекс,обеспечивающийпрецизионноеопределение параметров ориентации космического аппарата, обладающийсвойствами инвариантности к характеристикам ИИБ и ЗП.

Предложенныйпрограммно-алгоритмический комплекс обладает гибкостью в плане примененияна КА различного назначения. Гибкость достигается применением всегоалгоритмического состава или части алгоритмов, в зависимости от требований поточности ориентации КА. Разработанные алгоритмы характеризуются низкимитребованиями к вычислительным ресурсам БКУ.Результаты работы, вошедшие в диссертационную работу, частично илиполностью были внедрены автором при выполнении ФГУП МОКБ «Марс»научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по тематике созданияБКУ «Спектр-УФ», «Спектр-РГ», «Обзор-О» и «Казсат-2».

Разработанныеалгоритмы СИО, обеспечивающие решение части задачи определения параметровориентации КА, защищены патентами РФ №2490697, 2519603, 2567312, 2564936.181СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ2ЭСК- вторая экваториальная система координатАСН- аппаратура спутниковой навигацииАФС- антенно-фидерная системаБАКИС- бортовая аппаратура командно-измерительной системыБАС- блок аналоговых сигналовБВС- бортовая вычислительная системаБВУ- блок вычислительных устройствБИНС- бесплатформенная инерциальная системаБКУ- бортовой комплекс управленияБПО- бортовое программное обеспечениеБСА- блок силовой автоматикиБСЧ- бортовой стандарт частотыБТСК- базовая технологическая система координатБУЦА- блок управления целевой аппаратуройБЧЭ- блок чувствительных элементовВВФ- внешние воздействующие факторыВИРК- высокоинформативный радиокомплексВКИ- выдача корректирующего импульсаВОГ- волоконно-оптический гироскопВСК- визирная система координатВШП- высокочастотная шумовая погрешностьВЗП- виртуальный звездный приборВЭО- высокоэллиптическая орбитаГИВУС- гироскопический измеритель вектора угловой скоростиГП- гироприборГСО- геостационарная орбита182ГССА- графические средства системного анализаДЗЗ- дистанционное зондирование ЗемлиДК- двигатель коррекцииДМ- двигатель-маховикДНГ- динамически настраиваемый гироскопДС- двигатель стабилизацииДУ- двигательная установкаДУС- датчик угловой скоростиЗП- звездный приборИВУС- измеритель вектора угловой скоростиИГСК- инерциальная геоцентрическая система координатИИБ- инерциальный измерительный блокИИКП- ионизирующее излучение космического пространстваИК- измерительный каналИО- исполнительный органИПО- имитационное программное обеспечениеИСК- инерциальная система координатКА- космический аппаратКЛГ- кольцевой лазерный гироскопКМИО- комплекс магнитных исполнительных органовКОИ- комплексная обработка информацииКП- командные приборыКПИ- командно-программная информацияКС- командное словоКУ- канал управленияКУДМ- комплекс управления двигательной установкиКШ- контроллер шиныЛГ- лазерный гироскопМКО- мультиплексный канал обменаМНК- метод наименьших квадратов183МОКБ- московское опытно-конструкторское бюроМПО- межпроцессорный обменМС- модуль сопряженияМЭМС- микроэлектромеханическая системаНКА- космический аппарат научного назначенияНО- низкоорбитальныйНПО- научно-производственное объединениеНШС- нештатная ситуацияНЭО- наземная экспериментальная отработкаОКР- опытно-конструкторская работаОНА- остронаправленная антеннаОСК- орбитальная система координатОУ- оконечное устройствоОФК- оптимальный фильтр КалманаПАО- программно-алгоритмическое обеспечениеПБПО- прототип БПОПЗ- полетное заданиеПМО- программно-математическое обеспечениеПОИ- предварительная обработка информацииПОС- прибор ориентации на СолнцеПСК- приборная система координатПЭВМ- персональная электронно-вычислительная машинаРИУС- резервированный измеритель угловой скоростиРПЗУ- репрограммируемое запоминающее устройствоСАС- срок активного существованияСЕВ- система единого времениСБ- солнечные батареиСГ- силовой гироскопСД- солнечный датчикСИО- система информационного обеспечения184СКО- среднеквадратичное отклонение СММ- стенд математического моделированияСОСБ- система ориентации солнечных батарейСОТР- система обеспечения температурных режимовСПО- специализированное программное обеспечениеССК- связанная система координатССО- система стабилизации и ориентацииСлСО- солнечно-синхронная орбитаСУД- система управления движениемСУБС- система управления бортовыми системамиСЭС- система энергоснабженияТВГ- твердотельный волновой гироскопТЗ- техническое заданиеТМИ- телеметрическая информацияТМС- телеметрическая системаФГУП- федеральное государственное унитарное предприятиеЦА- целевая аппаратураЧЭ- чувствительный элементЭКБ- электронная компонентная базаЭРДУ- электроракетная двигательная установка185СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.

Исследование и разработка путей существенного улучшения массогабаритныххарактеристик,структургидрометеорологическогоисоставовназначения:БКУКАастрофизическогонаучно-техническийотчетипосоставной части научно-технической работы / ФГУП МОКБ «Марс».Руководитель Б.Н. Попов. Исполнители Глебов В. М., Добрынин Д. А.,Ковалев А. Ю., Кремер В. И., Насакина Л.А., Попов Б. Н., Рябогин Н.

В.,Смирнов В. В., Соколов В. Н., Сыров А. С., Шатский М. А., ГР №0173100007014000112, Инв. № 2643/к. М., 2014. 151 с.2. Исследование и разработка путей повышения технических характеристиксистем управления КА, в том числе увеличения сроков активногосуществования до 15 лет, на основе использования приборов новогопоколения, перспективных схемно-технических решений построения БЦВС иихинтерфейсов,включаяприменениеперспективнойотказо-исбоеустойчивой системной сети на основе технологии SpaceWire: научнотехнический отчет по составной части научно-технической работы / ФГУПМОКБ «Марс». Руководитель Б.Н.

Попов. Исполнители Андреев В. П., ГлебовВ. М., Доронина Н. И., Дорский Р. Ю., Зимин Д. Ю., Каравай М. Ф.,Кособоков В. Н., Кравчук С. В., Кремер В. И., Малистин А. И., Марченко М.В., Попов Б. Н., Реутов В. Г., Рябогин Н. В., Сацко А. В., Семенов Е. Е.,Синельников В. В., Смирнов В. В., Соколов В. Н., Соловьев И. В., Сыров А.С., Шатский М. А., Шеломанов Д. А. ГР № Ф40995, Инв. № 2190/к. М., 2013.180 с.3. Анализ современных тенденций построения БКУ астрофизических КА в частиизмерителейиисполнительныхорганов,исследованиеточностныххарактеристик управляемого движения АКА с учетом инструментальныхпогрешностей,разбросовдинамическойсхемы,настроекконтуровуправления: научно-технический отчет № 196-1222-2011-09 по составной186части научно-технической работы / ФГУП ЦНИИмаш.

Руководитель В.С.Лобанов. Исполнитель Н.В. Тарасенко. Королев, 2011. 94 с.4. Национальная информационная спутниковая система: отчет о выполнениипроекта реализации технологической платформы в 2014 году /НИССтехнологическая платформа. Руководитель Н.А. Тостоедов. Исполнители АО«ИСС», ФГУП «НПО имени С.А. Лавочкина», СО РАН, КНЦ СО РАН,СибГАУ, СФУ, ТПУ, ТГУ, ТУСУР, МГТУ, МАИ. Железногорск. 2015.

91 с.5. Космическоеаппаратостроение:Научно-техническиеисследованияипрактические разработки ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» / Под ред. д.т.н.А.Н.Кирилина. Самара: Издательский дом «АГНИ», 2011. 280 с.6. Проектирование и испытание бортовых систем управления: Учебное пособие /Под редакцией А.С. Сырова. М.: МАИ-ПРИНТ, 2011. 173 с.7. Бортовые системы управления космическими аппаратами: Учебное пособие /Бровкин А.Г., Бурдыгов Б.Г., Гордийко С.В. и др.