Отзыв_официального_оппонента_Голована_А.А. (Разработка и исследование прецизионной системы информационного обеспечения бортового комплекса управления космическим аппаратом научного назначения)

ОТЗЫВ официального оппонента о диссертации Рябогина Николая Владимировича «Разработка и исследование прецизионной системы информационного обеспечения бортового комплекса управления космическим аппаратом научного назначения», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.01 — «Системный анализ, управление и обработка информации (в технических системах)» Диссертационная работа Н.В. Рябогина посвящена разработке, исследованию, внедрению практических алгоритмов для системы информационного обеспечения (СИО) бортового комплекса управления космическим аппаратом научного назначения. Актуальность диссертационного исследования достаточна очевидна: оно порождено современными требованиями, предъявляемым к точности решения задач ориентации и наведения искусственных спутников Земли научного назначения.

Диссертационная работа Н.В. Рябогина объемна (200 стр.), что, видимо, обусловлено желанием автора подробно описать проблематику практической реализации С И О, историю вопроса, этапы разработки, построения математических моделей, полу натурной отработки и тестирования алгоритмических решений. Все это является несомненным достоинством работы. Диссертационная работа Н.В. Рябогина состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы.

Введение носит реферативный, обзорный характер. В нем приводится описание задач„решаемых космическими аппаратами (КА) различного функционального назначения, отражается история развития технологии проектирования бортовых комплексов управления (БКУ) космических аппаратов. Акцентируется внимание на требования, предъявляемые к БКУ КА космического назначения, особенно в части точности навигационного обеспечения, приводится перечень исследовательских задач, возлагаемых на КА научного назначения.

Выделяются особенности решения задачи информационного обеспечения БКУ КА. Первая особенность состоит в том, задача должна решаться в условиях существующих ограниченных вычислительных ресурсов КА. Вторая — разрабатываемые алгоритмы должны быть согласованы и не должны конфликтовать с алгоритмами смежных для СИО подсистем БКУ, ранее разработанных в соответствующих организациях, Этими обстоятельствами достаточно логично обосновываются направленность и основные цели диссертационного исследования, его научная новизна, практическая и теоретическая значимость работы. Приводится перечень докладов и публикаций, связанных с диссертационным исследованием автора.

В первой главе диссертации приводится более подробный (по отношению к введению) обзор решений задачи определения ориентации космических аппаратов. А именно, глава содержит; обзор БКУ КА различного назначения с точки зрения их точностных характеристик; анализ тенденций развития современных измерителей угловых скоростей и звездных приборов космического применения; анализ возможных путей повышения точности определения ориентации НКА за счет применения методов комплексной обработки информации.

Такой обзор весьма полезен для специалистов соответствующего профиля. Кроме того, такой обзор необходим для понимания места исследований автора в этой предметной области. Результатами Главы 1 явились: формулировка требований к аппаратному обеспечение задачи ориентации КА; обоснование необходимости разработки методики оценки точности определения ориентации БКУ КА; обоснование необходимости разработки экономичных с вычислительной точки зрения алгоритмов соответствующего программно-алгоритмического комплекса, обоснование полунатурной отработки алгоритмических решений на соответствующих стендах.

Глава 2 диссертации является логическим продолжением первой главы, в которой автор предлагает направления решения сформулированных в первой главе задач. А именно, разработку новых алгоритмов системы информационного обеспечения, в том числе алгоритма комплексирования информации, предоставляемых и~ерциального измерительным блоком 1гироскопами, датчиками угловой скорости) и звездным прибором (астродатчиком). При этом, автором разработана соответствующая методика оценки погрешности определения параметров ориентации БКУ КА, наличие которой важно для отработки алгоритмов ориентации, анализа их точности. Существенное внимание в главе 2 уделено применению современных графических средств системного анализа для описания, разработки и тестирования программного обеспечения БКУ Глава 3 диссертации посвящена: разработке функциональной схемы системы информационного обеспечения; разработке собственно алгоритмов ориентации, основанных на комплексировании данных от инерциального измерительного блока и звездных приборов.

В глава 3 отражает математическую составляющую диссертационной работы в части разработки, анализа, тестирования комплексных алгоритмов ориентации. К их числу относятся: алгоритмы предварительной обработки информации — обработки так называемых «сырых» измерений инерциальных датчиков; алгоритм расчета параметров ориентации; алгоритм грубой астрокоррекции; алгоритм периодической астрокоррекции; алгоритм докалибровки масштабных коэффициентов датчиков угловой скорости (ДУС) и их геометрических погрешностей; алгоритм двухточечной калибровки дрейфов ДУС; собственно алгоритм комплексирования данных инерциальных датчиков и звездных приборов; алгоритм модели виртуального звездного прибора.

При определении облика алгоритма комплексирования сначала формируется полная модель соответствующей задачи — задачи оценивания малых ошибок ориентации и малых по уровню инструментальных и геометрических погрешностей ДУС. Далее для этой полной модели осуществляется процедура масштабирования по уровню компонент фазового вектора, вводится малый параметр, осуществляется редукция полной модели задачи по малому параметру с целью последующего обосновании редуцированной модели задачи комплексирования малого порядка. Для обоснования редукции проводится стохастический (ковариационный) анализ точности редуцированной модели алгоритма комплексирования.

Показано, что рассматриваемой задаче комплексирования вполне можно обойтись малыми размерностями вектора состояния без ущерба точности интеграционных решений. Глава 4 диссертации посвящена вопросам отработки предложенных автором алгоритмических решений методом математического моделирования. Для этого был использован стенд математического моделирования БКУ КА, разработанный в МОКБ «Марс».

Приводится описание функциональных возможностей используемого стенда, условий имитационного моделирования пространственного движения КА (центра масс и вокруг центра масс). Описываются прототипы бортового программного обеспечения, математические модели измерений инерциального измерительного блока, математические модели измерений звездного прибора.

Далее имитационное моделирование проводятся для КА научного назначения серии «Спектр». Было показано, что для обеспечения уровня стабилизационных отклонений БКУ следует отключить данные звездного прибора при работе целевой аппаратуры. Отмечено, что такое отключение приводит к накоплению ошибок ориентации при длительных сеансах работы. Далее показывается, что применение разработанных автором алгоритмов комплексирования позволяет обеспечить требования по точности решения задачи ориентации, что является практическим «выходом» диссертационной работы. В заключении подытожены основные результаты диссертационного исследования.

Научная новизна полученных в диссертации результатов в основном состоит в следующем: предложены и обоснованы алгоритмические решения задачи ориентации КЛ научного назначения, основанные на комплексировании информации от инерциального измерительного блока и звездного прибора; разработана и обоснована схема отработки алгоритмических решений при помощи стенда математического моделирования. Достоверность полученных результатов основывается на хорошем соответствии результатов аналитических расчетов, численного моделирования. Полученные результаты представляют несомненный практический интерес для разработчиков систем ориентации и наведения искусственных спутников Земли. Список литературы достаточно полно отражает тематику диссертационного исследования. Соискателем опубликованы 1О печатных работ (5 статей опубликованы в журналах, входящих в перечень ВЛК РФ). Лвтореферат соответствует тексту представляемой диссертационной работы, правильно отражает ее содержание, Имеются замечания к диссертационной работе Н.В.

Рябогина. 1. Общее редакционное замечание: диссертационная работа несколько перегружена изложением вспомогательных, справочных материалов. 2. В части обоснования редукции алгоритмов комплексирования в задаче ориентации имело смысл представить конкретные результаты моделирования ковариационного анализа. 3. В материалах главы 4, посвященной отработке алгоритмических решений методом математического моделирования, непонятно использовались ли записи реализаций инструментальных погрешностей конкретных приборов, либо это было чисто математическое моделирование инструментальных погрешностей по априори заданным моделям. Несмотря на выделенные замечания, считаю, что диссертационная работа Н,В.

Рябогина соответствует всем требованиям ВАК России, предъявляемым к кандидатским диссертациям, а ее автор, Рябогин Николай Владимирович заслуживает присвоения ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.01 — «Системный анализ„ управление и обработка информации ~в технических системах)». Официальный оппонент Доктор физика-математических наук, заведующий лабораторией управления и навигации механико- математического факультета Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования "Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова" Адрес: 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, д.1, механико- математический факультет е-та11: аацо1о~апфуапс1ех.ги Телефон: +7 (495) 939-59-33 ф~~0 1 Голован Андрей Андреевич Подпись Голована А, А.

заверяк>, Зам, декана м~ханико- математического факультета МГУ им, М.В Ломоносова доцент В.П. Колпаков Я, Голован Андрей Андреевич, даю согласие на включение своих персональных данных в документы, связанные с работой диссертационного совета, и их дальнейшую обработку. .