Перов А.И., Харисов В.Н. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования (4-е издание, 2010) (1142025), страница 64
Текст из файла (страница 64)
Для повышения автономности спутника на нем размещена аппаратура межспутниковых измерений и информационного обмена (принципы работы изложены в разделе 11.б.5). Бортовой комплекс управления построен на основе бортовой ЦВМ, обеспечивающей информационную увязку с приборами по шинам М11.-БТ0-1553 В и решающей задачи управления, диагностики, обработки информации межспутниковых измерений, расчета и формирования эфемеридно-временной информации. Принципы построения и функционирования обеспечивающих систем сохранены, однако изменился приборный состав, их конструктивное исполнение и технические характеристики. Это привело к существенному изменению конструктивно-компоновочной схемы спутника «Глонасс-М» по сравнению со спутником «Глонасс».
Из состава спутника исключен магнитометр, включение электромагнитов осуществляется по программе, рассчитываемой бортовой ЦВМ. Уменьшен в два раза запас рабочего тела для коррекции орбиты, что было обосновано результатами эксплуатации спутника «Глонасс». Уменьшено количество двигателей ориентации в 2 раза за счет перехода от схемы формирования управляющего момента с помощью двух двигателей к схеме однодвигательной. Возникающая при этом возмущающая сила на центр масс КА учитывается при проведении коррекции орбиты. Конструктивная схема спутника «Глонасс-М» построена на основе использования унифицированной космической платформы связных спутников разработки НПО ПМ.
При этом сохранена ромбическая схема укладки солнечных батарей на время выведения спутника на орбиту и способ их отделения. Спутник 'Тлонасс-М" выводится по групповой схеме — одновременно 3 спутника с космодрома "Байконур" с использованием ракеты-носителя "Протон" и разгонного блока. На рис. 11.15 схематично приведена конструкция спутника «Глонасс-М». 409 Глава 11 Сакнгчные батареи Двигательная установка тг' и системы регулирования онтейнер Антенный модул Навигационная антенна Рис. 11.15. Навигационный спутник нГлонасс-Мн Первый летный образец спутника 'Тлонасс-М", разработанный и изготовленный в НПО ПМ, был запущен в составе комбинированного блока (вместе с двумя спутниками 'Тлонассн) в 2003 г.
Последующими запусками спутника 'Тлонасс-Мн в 2004 г. (один КА), 2005 г. (два спутника) были завершены летные испытания модернизированного спутника и они были переданы в опытную эксплуатацию. Запуском в 2006 г. трех спутников 'Тлонасс-Мн началось интенсивное восстановление штатной орбитальной группировки.
При запланированном темпе запусков — б спутников в год будут обеспечены сроки развертывания штатной орбитальной группировки из 24 спутников в 2010 г. Характеристики спутника «Глонасс-М» приведены в табл. 11.10. Таблица 11.10. Характеристики спутника «Глонасс-М» 410 Подсистема космических аппаратов Точность ориентации, град: 3 0,5 (на Землю) 2 на Солнце Тяга двигателей, Н: 5 (коррекция) 0,1 о иентация С мма ныйимп льсдляко екции,Нс 45000 Рабочая мощность солнечных бата ей, Вт 2200 Рабочая энергоемкость аккумуляторных ба- та ей, Вт/час 2300 Диапазон терморегулирования, 'С: стандартов частоты газаге моконтейне а ~15...30) Н 0...40 Рес с с тинка, г Масса с тника, кг 10 1415 Эне гоно ебление сп тника, Вт 1270 11.б.З. Навигационный спутник "Глонасс-К" 411 Навигационный спутник 'Тлонасс-К" разрабатывается в НПО ПМ (г.
Красноярск). Навигационный спутник 'Тлонасс-К" имеет следующие отличительные особенности в сравнении со спутником 'Тлонасс-М": а) вводится третья частота в А диапазоне для повышения надежности навигационных определений; б) увеличен срок функционирования КА; в) уменьшена масса спутника; г) дополнительно размещена аппаратура спасения терпящих бедствия; д) реализованы мероприятия, снижающие уровень воздействия немоделируемых сил до 5х10 " м/с2; е) применена негерметичная конструктивная схема приборного отсека. Спутник «Глонасс-К» создается на базе конструктивно-компоновочной схемы с использованием коробчатого негерметичного приборного отсека из сотопанелей.
Все приборы размещены на внутренних поверхностях сотопанелей, которые одновременно являются радиаторами-излучателями. Тепловой режим приборов обеспечивается пассивным способом — непосредственным сбросом тепла от приборов теплопроводностью через сотопанель в окружающее космическое пространство путем излучения. Для исключения переохлаждения используется теплоизоляция, электрообогреватели, тепловые трубы. Для атомных стандартов частоты организована местная прецизионная термостабилизация радиаторов излучателей в диапазоне Ю.5'С с помощью управляемых обогревателей. Глава 11 Таблица 11.11.
Характеристики спутника «Глонасс-К» 1М Па амет ы Величина Эффективная изотропная излучаемая мощ- ность навигационного сигнала, дБхВт в углах +19' 26 (Е1), 21 (Е2, ЕЗ) в углах +15' 30 (Г1), 23 (Р2, РЗ) 28 (Е1), 21 (Г2, ЕЗ) в углах 0' 1х10 "о.е 2 Суточная нестабильность сигнала 3 Точность ориентации, град: 0,5 (на Землю) 1 (на Солнце) 412 В штатном режиме поддерживается непрерывная ориентация спутника на Землю (продольная ось спутника с антеннами) и на Солнце (панелей солнечной батареи), периодическая ориентация по вектору скорости. При этом на время ориентации по вектору скорости штатная ориентация на Солнце прекращается. Ориентация обеспечивается с помощью электромаховиков, периодически разгружаемых электромагнитами.
Система коррекции спутника «Глонасс-К» подобна системе коррекции спутника «Глонасс-М» и выполняет задачи создания управляющих моментов для реализации начальных режимов ориентации и выдачи импульсов коррекции для приведения спутника в системную точку, удержания в ней и перевода в другую системную точку. Бак для хранения рабочего тела размещен вблизи центра масс спутника внутри негерметичного приборного отсека. Имеется возможность снимать бак для автономной его заправки рабочим телом. Высокая точность выдачи импульсов коррекции в процессе приведения спутника в заданную системную точку позволяет удерживать спутник в заданных пределах по аргументу широты без коррекций в течение всего срока функционирования.
Система электропитания на основе никель-водородных аккумуляторов и арсенид-галиевых солнечных батарей формирует электропитание бортовой аппаратуры постоянным стабильным напряжением 27'2В и мощностью непрерывно на теневых и солнечных орбитах. Бортовой комплекс управления на основе бортовой ЦВМ обеспечивает информационную увязку с приборами по шинам М1Ь-ТР-553 и решает задачи управления, диагностики, обработки информации межспутниковых измерений, расчета и формирования эфемеридно-временной информации. Первые спутники 'Тлонасс-К" запланировано выводить с космодрома "Байконур" по комбинированной схеме, т.е одновременно два спутника 'Тлонасс-М" и один спутник 'Тлонасс-К".
Характеристики спутника «Глонасс-К» приведены в табл. 11.11, а его конструкция схематично приведена на рис. 11.16. Подсистема космических аппаратов Тяга двигателей, Н: 0,1 (коррекция) 0,1 о иентация С мма ный имп льс для ко екции, Н с 45000 Рабочая мощность солнечных бата ей, Вт 2750 Рабочая энергоемкость аккумуляторных бата ей, Вт/час 2800 8 Диапазон терморегулирования, 'С: стандартов частоты и ибо ов (15...20) ЮА5 -20...50 Срок активного существования спутника, лет 10 Масса сп ника, кг Эне голо ебление сп тинка, Вт 10 995 1400 Солнечные батареи Двигательная таноака тчики ориентации Солнце и Землю Приборный Нааигаци ан Антенны сис опас Рис.
11.16. Навигационный спутник нГлонасс-Кн 11.6.4. Пассивный спутник "Эталон" 413 Спутник "Эталон" был разработан для отработки согласующей модели геопотенциала для орбит системы ГЛОНАСС. На спутнике реализован только оптический (лазерный) метод измерения дальности. Спутник "Эталон" разработан в НПО ПМ и изготовлен в ПО «Полет». По своему конструктивному исполнению он представляет собой тяжелое пробное тело сферической формы, внешняя поверхность которого покрыта призматиче- Глава 1! Рис.
11.17. Общий вид спутника «Эталон» При заданном сроке активного существования 5 лет спутники «Эталон» продолжают работать уже сверх гарантийных сроков без ухудшения эксплуатационных характеристик более 20 лет. В настоящее время они используются международным сообществом для решения ряда фундаментальных задач геодезии и динамики Земли: Характеристики спутника «Эталон» приведены в табл. 11.12.
Таблица 11.12. Характеристики спутника «Эталон» Наименование Величина Эффективная площадь, м 0,010 + 0,0016 Угловая ши ина диа аммы по овню 0,5, гл. сек 8,6 3. Расстояние от геометрического центра до плоскости наиболее ве оятного о ажения, мм 558+ 44 Масса спутника, кг 1344,5 + 0,8 Геоме ические азме ы сп тника, мм 1294 Отклонение центра масс спутника от геометрического цен ас е ы,мм 1,2 Максимальная виз альная звездная величина + 11,5 414 скими светоотражателями (для отражения лазерного луча) и светорассеивающей (диффузно) поверхностью между ними для наблюдения в телескоп за спутником в отраженных лучах Солнца. Такая форма спутника позволяет снизить воздействие на него неучтенных активных сил негравитационной природы, что обеспечивает достаточно точное исследования всех гармоник гравитационного поля.
Спутники "Эталон" (рис. 11.17) были выведены на орбиты системы ГЛОНАСС (круговая орбита высотой -20000 м, наклонение -65') одновременно со спутниками системы ГЛОНАСС в составе комбинированного блока (два спутника «Глонасс» и один спутник «Эталон»): 10 января 1989 г. (Эталон- 1) и 31 мая 1989г. (Эталон-2). Подсистема космических аппаратов 11.6.5.
Особенности построения навигационного спутника Навигационный спутник в космической навигационной системе используется как радионавигационная точка с известными координатами, излучающая высокостабильный навигационный сигнал, охватывающий весь земной шар и околоземное космическое пространство. Это вносит специфические требования к построению спутника в целом и его составных частей. Навигационные антенны размещаются таким образом, чтобы их фазовый центр находился на минимальном расстоянии от продольной оси спутника, которая совмещается с центром масс спутника и совпадает с радиус-вектором орбиты.
Для атомных стандартов частоты созданы комфортные условия эксплуатации (в первую очередь прецизионная термостабилизация) и обеспечиваться экранирование от воздействия магнитных полей. Учитывая важность высокоточного прогнозирования движения спутника по орбите на длительный период (более суток), уделено внимание учету всех активных сил негравитационной природы, воздействующих на спутник. Часть факторов, имеющих регулярный характер, моделируются при прогнозировании движения спутника. Факторы, имеющие случайный характер воздействия и неподдающиеся моделированию, существенно ограничены (до 5х10 м/с ).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
