ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования. Под ред. А.И.Перова (2010) (1151961), страница 63
Текст из файла (страница 63)
Реализация вышеперечисленных функций на спутнике возлагается на следующую аппаратуру и системы: бортовой целевой комплекс, бортовой комплекс управления, обеспечивающие бортовые системы (коррекции, ориентации и стабилизации, электропитания, терморегулирования) и конструкцию. Конкретная комплектация приборами аппаратуры и систем зависит от типа навигационного спутника.
В системе ГЛОНАСС используются следующие типы навигационных спутников: «Глонасс», «Глонасс-М» и «Глонасс-К», отличающиеся номенклатурой решаемых задач, аппаратурным составом, техническими характеристиками и ресурсом. 404 Подсистема космических аппаратов 11.б.1. Навигационный спутник "Глонасс" Навигационный спутник "Глонасс" разработан в НПО ПМ (г. Красноярск) и изготавливался в ПО «Полет» (г. Омск). Бортовой целевой комплекс реализует целевую задачу спутника Глонасс"- непрерывное излучение в сторону Земли высокостабильных радионавигационных сигналов в двух диапазонах частот П и А2 . В бортовой целевой комплекс входит следующая аппаратура: бортовой источник навигационных радиосигналов, антенно-фидерная система, бортовое синхронизирующее устройство.
Принципы построения и функционирования вышеуказанной аппаратуры приведены в п. 11.6.5. Бортовой комплекс управления совместно с наземным комплексом управления решает задачи управления, контроля и баллистического обеспечения. При этом на наземный комплекс управления возлагается задача формирования программы работы спутника с помощью радиокоманд и временных программ по результатам анализа телеметрической информации со спутника, проведение измерений параметров орбиты спутника и сверки времени, прогнозирование движения спутника и ухода его шкалы времени с проведением расчета и закладки на спутник эфемеридно-временной информации.
В бортовой комплекс управления входят: бортовая аппаратура командно-измерительной системы, системы телеконтроля, специализированная вычислительная машина, обеспечивающая отработку временных программ и эфемеридно-временной информации. Система телеконтроля формирует и передает по командной радиолинии телеметрическую информацию о состоянии спутника, при нахождении его как непосредственно в зоне радиовидимости наземных средств, так и на протяжении всего витка его движения путем запоминания значимых событий и сопутствующей им телеметрической информации. Дополнительно в бортовом комплексе управления реализована аппаратная логика управления спутником при возникновении аварийных ситуаций с формированием признака «вызов наземного комплекса управления».
Этот признак передается по командной радиолинии. В целях обеспечения высокой точности измерений осуществляется калибровка радиолиний спутника с помощью оптической ретрорефлекторной антенной системы, предназначенной для пассивного отражения оптических сигналов наземных квантово-оптических средств. Система коррекции спутника предназначена для коррекции орбиты спутника и формирования управляющих моментов системы ориентации.
Система коррекции состоит из двигательной установки и блока управления. Двигательная установка формирует импульсы коррекции с помощью двух двигателей коррекции и управляющих моментов по трем осям с помощью 24-х двигателей ориентации (основные и резервные). Рабочим телом двигателей является гид- 405 Глава 11 разин. Высокая точность выдачи импульсов коррекции параметров орбиты позволяет удерживать спутник в системной точке в заданных пределах (~5' по аргументу широты) без последующих коррекций в течение всего срока функционирования спутника.
Система ориентаиии и стабилизаиии обеспечивает непрерывную ориентацию спутника на Землю (продольная ось спутника с антеннами) и на Солнце (панелей солнечной батареи), периодическую ориентацию по вектору скорости. При этом на время ориентации по вектору скорости штатная ориентация на Солнце прекращается. Ориентация спутника осуществляется с использованием электромаховиков, которые требуют периодической их разгрузки по мере накапливания кинетического момента.
Для снижения возмущений на движение спутника по орбите разгрузка электромаховиков осуществляется с помощью электромагнитов, управляемых по сигналам магнитометра. В целях снижения влияния магнитных полей спутника магнитометры установлены на выносной штанге. Система электропитания формирует электропитание бортовой аппаратуры с постоянным стабильным напряжением 27"2 В. В качестве генератора энергии используется солнечная батарея на кремниевых фотопреобразователях, а в качестве аккумулятора — никель-водородная батарея.
Система терморегулирования обеспечивает тепловой режим приборов в гермоконтейнере с использованием одноконтурной (газовой) схемы с жалюзи, а приборов на антенном блоке — с использованием непосредственного излучения тепла в окружающее космическое пространство. Излучательным радиатором одноконтурной схемы является часть поверхности гермоконтейнера, эффективное излучение которой регулируется переменным положением створок жалюзи. Высокая точность регулирования положения створок жалюзи позволяет стабилизировать температуру газа в гермоконтейнере с точностью 5'С, что повышает стабильность атомного стандарта частоты.
Основу конструктивно-компоновочной схемы спутника составляет силовой гермоконтейнер, внутри которого размещена часть приборов. На нижней части основания гермоконтейнера крепятся элементы системы отделения, а на верхней части гермоконтейнера размещен антенный блок. Навигационные передатчики, как наиболее тепловыделяющие элементы, вынесены на антенный блок и расположены вблизи излучателей антенн. На время выведения спутников на орбиту панели солнечных батарей уложены в ромбическую форму, оптимальную для размещения трех КА в цилиндрической зоне полезного груза обтекателя ракеты-носителя. После выведения на орбиту осуществляется раскрытие солнечных батарей и их непрерывная ориентация на Солнце с помощью электроприводов. Штанга магнитометра во время размещения спутника в зоне полезного груза ракеты-носителя сложена и раскрывается после его выведения на орбиту. 406 Подсистема космических аппаратов Таблица 11.9. Характеристики спутника «Глонасс» Величина Па амет ы Эффективная изотропная излучаемая мощ- ность навигационного сигнала, дБВт в углах +19' 22 (Г1), 21 (Е2) 27 (Е1), 19 (Е2) 25 (Г1), 19 (Г2) 5х10 " в углах +15' в углах 0' очная нестабильность сигнала 0,5 (на Землю) очность ориентации, град: 5 на Солнце 5 (коррекция) 0,1 о иентация яга двигателей, Н: 90 000 мма ный имп льс для ко екции, Н с 1600 абочая мощность солнечных бата ей, Вт абочая энергоемкость аккумуляторных бата- ей, Вт/час 1800 иапазон терморегулирования, 'С: тандартов частоты азавге моконтейне е (15...30) ~5 0...40 ес с сп ника, лет 1415 10 асса сп тника, кг 1000 не гопо ебление аппа ат ы с тинка, Вт 407 Выведение спутников на орбиту осуществляется по групповой схеме (одновременно три спутника) с космодрома "Байконур" с помощью ракеты- носителя "Протон" с разгонным блоком.
Время выведения на орбиту не превышает 7 часов. Отделение трех спутников от разгонного блока осуществляется одновременно с закруткой каждого спутника с угловой скоростью около 27 град/с вокруг поперечной оси. Такой режим отделения выбран исходя, с одной стороны, нз обеспечения безударного отделения трех спутников от разгонного блока и, с другой стороны, обеспечения равномерной засветки солнечных батарей, находящихся в сложенном положении и получения на борту спутника электроэнергии, достаточной для поддержания режима ожидания. Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС в 1993г.
была принята в эксплуатацию с орбитальной группировкой из 12 спутников «Глонасс», а в 1995 г. была развернута орбитальная группировка штатного состава из 24 спутников. Характеристики спутника «Глонасс» приведены в табл. 11.9, а его конструкция схематично приведена на рис. 11.14. Глава 11 Магнитометр Солнечные батареи Жалнгаи систе терморегулироеа Даигательн устано Антенный б ермоконтейнер Нааигационн антенна Рис.
11Л4. Навигационный спутник нрлоиассн 11.6.2. Навигационный спутник "Глонасс - Мм Навигационный спутник нГлонасс-Мн разработан и изготавливается в НПО ПМ (г. Красноярск). Навигационный спутник нрлонасс-Мн имеет по сравнению со спутником "Глонасс" лучшие целевые и эксплутационные характеристики, увеличенный ресурс работы. Бортовой целевой камплекс доработан в следующей части. В первую очередь модернизирован навигационный радиосигнал: 1) полоса используемых частот смещена влево П = 11598,0625 ...
1605, 375) + 5,11 МГц, 1,2= (1242,9375 ... 1248,625)+ 5,11 МГц; 2) увеличена мощность излучения в два раза на частоте диапазона 1.2; 3) установлены режекторные фильтры, уменьшающие внеполосное излучение в диапазонах частот ~1610,6 ... 1613,8) МГц и (1660,0 ... 1670,0) МГц до уровня, приведенного в рекомендациях 769 МККР; 4) на частотах 1.1 и 1.2 излучаются двухкомпонентные сигналы СТ и ВТ, содержащие цифровую информацию и дальномерный код для измерений дальности; кроме того, повышена информативность навигационного сигнала за счет размещения в резервных разрядах навигационного кадра дополнительной информации, в том числе: 1) расхождение шкалы времени систем ОРИ и ГЛОНАСС; 408 Подсистема космических аппаратов 2) признак недостоверности навигационного кадра (передается с дискретностью 4 с); 3) признак ожидаемой секундной коррекции шкалы 11ТС-1 1Т1 (за 8 недель до коррекции); 4) возраст эфемеридно-временной информации.
За счет использования цезиевых атомно-лучевых трубок и обеспечения их высокоточной термостабилизации снижена относительная нестабильность частоты навигационного сигнала до 1 10, а за счет повышения точности ориен- -13 тации солнечных батарей на Солнце снижен уровень неучтенных активных сил, воздействующих на спутник до уровня 5.10 'о м/с'. В результате реализации вышеперечисленных мероприятий улучшены точностные характеристики навигационных определений по спутнику «Глонасс-М» примерно в 2 раза. Для повышения автономности спутника на нем размещена аппаратура межспутниковых измерений и информационного обмена (принципы работы изложены в разделе 11.б.5).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
