Сведения о результатах защиты (Динамическое проектирование системы управления движением и навигации малых космических аппаратов дистанционного зондирования Земли с аппаратурой кадровой съемки), страница 2

ДишельВикторДавидович(официальныйоппонент),доктортехнических наук. Отзыв положительный, заверен учёным секретаремФГУП «НПЦАП», доктором технических наук, профессором В.М.Никифоровым.К работе имеются следующие замечания.1. Недостаточно полно проанализирован зарубежный опыт создания иэксплуатации подобных объектов, хотя к настоящему времени он ужевесьма разнообразен и обширен.2. Недостаточно внимание уделено проблеме выхода из нештатных ситуаций,а также возможному резервированию основных жизнеобеспечивающихкомпонентов системы.3. В формуле 1.5 для записи условий применяется как нотация if… then… ,так и тернарный условный оператор языка С … ? ...

: ... . Последний неявляется общепринятым при публикации научных работ.4. В отпечатанном варианте диссертации все графики представлены в черномцвете, хотя по тексту для понимания их смысла цвет кривых необходим.Для снятия непонимания приходится прибегать к электронной версиидиссертации.3. Тарасенко Наталья Владимировна (официальный оппонент), кандидаттехнических наук.

Отзыв положительный, заверен главным ученымсекретаремФГУП«ЦНИИмаш»,докторомтехническихнаук,профессором Ю.Н. Смагиным.По диссертационной работе имеются следующие замечания.1. Вдиссертациинедостаточнозарубежному опыту разработкивниманияуделеноотечественномуисистемы управления движением инавигации (СУДН) малых космических аппаратов (МКА) дистанционного7зондирования Земли (ДЗЗ) и сравнению предложенных автором подходов кпроектированию системы с существующими в России и за рубежом.2. Для СУДН МКА «Аурига» используется исключительно приборный составимпортногопроизводства.Вдиссертациинеотраженывопросыимпортозамещения, не проведен анализ имеющегося в отрасли задела вчасти приборного состава СУДН МКА.3. Не раскрыты отличия в приборном составе и алгоритмах управления МКАДЗЗ с аппаратурой кадровой съемки и сканирующей аппаратурой.4.

Не отражены вопросы необходимого изменения стратегии управления,приборного состава и алгоритмов СУДН при использовании МКА вгрупповом полете.4. ФГУП«Центральныйнаучно-исследовательскийинститутмашиностроения». Отзыв положительный, подписан заместителемгенерального директора по управлению полетами – начальником ЦУП,доктором технических наук М.М. Матюшиным, главным специалистом,кандидатом технических наук О.К. Жигастовой.К работе имеются следующие замечания.1. Не представлен анализ публикаций по исследуемой тематике.2.

Не конкретизировано каким образом в СУДН задаются исходные данныедля расчёта ориентации при наведении оптической аппаратуры КА наобъект съемки.3. Не рассмотрен вопрос выполнения программных разворотов во времяпроведениясъемки,прикоторыхвозможны«смазы»получаемыхизображений.4. Не приведены результаты испытания разработанной СУДН, использующейвыбранные приборы и алгоритмы.5. АО «НПО им С.А. Лавочкина».

Отзыв положительный, подписанкандидатом технических наук Лихачевым В.Н и утвержден заместителемгенеральногоконструкторапообщемупроектированиюИ.В.Москатиньевым.8Отмечено,чтонедостаткомработыявляетсяотсутствиевавтореферате поясняющих графических материалов, свидетельствующих одостижении заданных точностных характеристик СУДН.6. АО «Российские космические системы». Отзыв положительный,подписан заместителем начальника 6 отделения, доктором техническихнаук, профессором А.А.

Поваляевым, ведущим научным сотрудникомотдела0604А.П.Фурсовымизаверенученымсекретаремдиссертационного совета ДС 403.012.01 кандидатом технических наук,старшим научным сотрудником, С.А. Федотовым.В качестве замечаний отмечено.1. Использование устаревшей модели атмосферы Земли.2. Математические модели приборов не учитывают запаздывания припередаче информации в бортовую цифровую вычислительную машину.3. Не учтен анализ ухода бортовых часов реального времени на точностныехарактеристики СУДН.5.

Отсутствуетанализвозможностииспользованияфункциональныхдополнений ГНСС (СДКМ, WAAS, EGNOS, GHAN, VSAS) длявысокоточного решения задач баллистико-навигационного обеспечениямалых КА ДЗЗ.7. Государственныйастрономическийинститутим.ШтернбергаМосковского государственного университета им. Ломоносова. Отзывположительный,подписанзаведующимлабораториейкосмическихпроектов ГАИШ МГУ, доктором физико-математических наук М.Е.Прохоровым, заверен начальником отдела канцелярии Л.Н.

Новиковой.1. В качестве замечаний можно отметить опечатку в формуле (3), где авторнекорректно обозначил вычисление длинны вектора В напряженностимагнитного поля Земли в проекции на оси связанной с КА системыкоординат.2. В работе нет обоснования применения при моделировании шумовой9составляющей звездного датчика нормального закона распределенияслучайной величины.3.

Применяемая в работе модель атмосферы Харриса-Приестера являетсяустаревшей. При развитии работы желательна ее замена на модельатмосферы согласно с действующим ГОСТ Р 25645.166-2004.8. ФГБУН Институт астрономии Российской академии наук. Отзывположительный, подписан заместителем директора, доктором физикоматематических наук, профессором РАН М.Е. Сачковым, заверен ученымсекретарем Фатеевой А.М.1. Кнедостаткамработыможноотнестиотсутствиеграфическогопредставления результатов моделирования работы СУДН КА «Аурига»,который рассматривается в качестве прототипа.2.

Кроме того, в тексте автореферата нет обоснования выбора моделей,применяемых при исследовании вращательного и орбитального движенияКА.В дискуссии приняли участие:Фамилия, имя, отчествоУченая степень, шифрспециальности в советеХрусталев Михаил Михайловичд.ф.-м.н., 05.13.18Кибзун Андрей Ивановичд.ф.-м.н., 05.13.18Красильщиков Михаил Наумовичд.т.н., 05.13.01Евдокименков Вениамин Николаевичд.т.н., 05.13.01Бобронников Владимир Тимофееивчд.т.н., 05.13.01Тучин Денис АндреевичСыпало Кирилл Ивановичк.ф.-м.н., представитель ведущейорганизацииЧлен-корреспондент РАН, д.т.н.,05.13.0110Почукаев Владимир Николаевичд.т.н., 05.13.01Воронцов Виктор Александровичд.т.н., 05.07.09Диссертационный совет отмечает, что наиболее существенные научныерезультаты, полученные лично соискателем, могут быть сформулированыследующим образом:1.

Алгоритмдемпфированияостаточныхугловыхскоростейпослеотделения от разгонного блока с использованием пяти магнитныхкатушек,учитывающийтемпературнуюкомпенсациюизменениярасполагаемого момента и нештатные ситуации, связанные с работоймикроконтроллеров управления магнитным моментом.2. АлгоритмтрёхоснойориентацииКА,обеспечивающийфункционирование аппарата на всех этапах работы целевой аппаратуры:орбитальная ориентация, передача целевой информации, ориентациядежурного режима, программные развороты.3. ЛогикаработыбортовыхзадачСУДНсучётомособенностейприменяемого бортового вычислительного комплекса и приборногосостава.4.

Архитектура и алгоритмы работы цифрового моделирующего комплекса,предназначенного для отработки бортовой задачи СУДН КА иподтверждения точностных характеристик.Новизнаполученныхрезультатовзаключаетсявразработкематематической модели системы управления движением и навигации малогокосмического аппарата; разработанных алгоритмах, логики работы и бортовогопрограммного обеспечения СУДН с учётом особенностей применяемогобортового вычислительного комплекса и приборного состава; определении набораматематических моделей, описывающих внешнюю среду функционирования КАиегоуправляемоевращательное движение;разработкеархитектурыипрограммного обеспечения цифрового моделирующего комплекса, используемогов составе стенда КА, с целью отработки бортовой задачи СУДН КА.11Оценка достоверности результатов исследования выявила:1. ПредложенныйавторомнаборалгоритмовСУДНобеспечиваетфункционирование СУДН малых КА ДЗЗ с аппаратурой кадровой съемкина всех этапах полета, в том числе на этапе работы целевой аппаратуры(подтверждено актами о внедрении).2.

Разработанныематематическиемоделисовременныхмалоразмерныхизмерительных приборов и исполнительных органов СУДН КА, а такжесоставиструктурацифровогомоделирующегокомплекса,предназначенного для испытаний СУДН в составе комплексного стенда,обеспечиваютполучениедостоверныхданныхоточностныххарактеристиках рассматриваемой системы.Диссертация целостно охватывает основные вопросы рассматриваемойнаучно-технической задачи. Изложение полученных результатов логическисвязано. В работе использованы фундаментальные научно-технические подходы исовременные методы моделирования и обработки информации.Значение полученных соискателем результатов исследования дляпрактики подтверждается тем, что:1.

Определён приборный состав СУДН малого КА ДЗЗ на основесуществующихмалогабаритныхизмерительныхприборовиисполнительных органов.2. Проведён анализ необходимого и достаточно количества алгоритмов ирежимов СУДН, обеспечивающих решение целевой задачи. Предложенырежим демпфирования угловых скоростей без поддержания заданнойориентации и режим трёхосной ориентации. Особенностями разработанногоалгоритма управления управляющим магнитным моментом в режимедемпфирования и при разгрузке двигателей-маховиков являются: учёттемпературных изменений фактического момента магнитных катушек; учётвозможности отказов в системе из пяти магнитных катушек. Разработанныйалгоритм трёхосной ориентации базируется на наблюдателе динамическойсистемы, структура которого аналогична структуре дискретного фильтра12Калмана, но при этом на этапе коррекции используются постоянныекоэффициенты усиления. Выбор обусловлен изменением в зависимости отусловий функционирования шумовых характеристик звёздных датчиков ипростотой реализации бортового программного обеспечения.

Кроме того,предложеныалгоритмы:взаимнойувязкиизмерительныхосейинтегрирующего гироскопа и звёздного датчика (через решение задачиВабы), совместной обработки измерений двух звёздных датчиков сминимизацией квадрата ошибки измерений при условии асинхронногопоступления измерительной информации, переориентации КА в заданноеположение с обеспечением заданного вектора угловой скорости поокончанию разворота.3. Предложены к использованию два алгоритма баллистико-навигационногообеспечения: автономная модель для обеспечения работы КА в дежурномрежиме и при возникновении нештатных ситуаций, связанных с бортовымGPS/ГЛОНАСС-приёмником, и высокоточная модель, обеспечивающаяобработку данных GPS/ГЛОНАСС- приёмника непосредственно на бортуКА.4.

Разработаны алгоритмы и бортовое программное обеспечение СУДН сучётом особенностей применяемого бортового вычислительного комплексаи приборного состава. Особенностью применяемой в составе КА БЦВМявляется выcокая производительность, применение ОСРВ на базе Linux ииспользование в качестве механизма межзадачного взаимодействия UDPпакетов.5. РазработаныматематическиемоделиприменяемыхвсоставеКАсовременных малоразмерных измерительных приборов и исполнительныхорганов;6. Определён набор математических моделей, описывающих внешнюю средуфункционирования КА и его управляемое вращательное движение.Разработаныархитектураипрограммноеобеспечениецифрового13моделирующегокомплекса(которыйвключаетимитациюработыприборов).7.

Разработаныархитектураипрограммноеобеспечениецифровогомоделирующего комплекса, включающего имитацию работы приборов ииспользующего уравнения кинематики в кватернионной форме; уравненияорбитального движения КА, учитывающие разложение геопотенциалаЗемли в ряд по сферическим функциям до гармоник 16×16 согласно моделиEGM-96, возмущающие ускорения, обусловленные влиянием Луны иСолнца, положения которых определяются по эфемеридам DE405, влияниеатмосферного торможения с расчётом плотности атмосферы согласномодели Харриса – Пристера, модель геомагнитного поля IGRF-12 сразложением в ряд по сферическим функциям до гармоник 12×12.Результаты диссертационной работы были использованы в проектах:«Фобос-Грунт», «Кубсат-Нано», «Аурига», «DX-1» и легли в основу приразработкеСУДН,атакжепрограммно-алгоритмическогообеспечениякомплексных стендов КА.

Кроме того, результаты были использованы в учебномпроцессе кафедры № 604 «Системный анализ и управление» МАИ.Все результаты использования диссертационной работы подтверждаютсясоответствующими актами о внедрении, которые имеются в деле.Результаты диссертационной работы рекомендуются к использованиюпро проектировании СУДН малых КА ДЗЗ прикладного и научного назначения.Диссертационная работа решает актуальную научно-техническуюзадачу динамического проектирования системы управления движением инавигации малых космических аппаратов дистанционного зондирования Земли саппаратурой кадровой съемки.Изложенные в диссертационной работе результаты являются новыминаучно обоснованными техническими решениями, имеющими существенноезначение для развития ракетно-космической техники страны в части расширенияпрактического использования малых КА ДЗЗ.14.