Вейцель В.А. Радиосистемы управления (2005) (1151989), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Предположим, что требуется контролировать радиус орбиты р, испольауя результаты намерений параметров движения ИСЗ в некоторой тачке орбиты В. Движение спутника описываетса выражением (2.11). ледсгвие вааможных ошибок выведения спутника на орбиту и различных возмущений при его движении по орбите радиус р фактической орбиты не будет настоянным, а станет цией угла Р'. Если предположить, что движение ИСЗ пое- Иткпктттэ пункт Рве. 221. Геометрические соотвешеютз при радкокаатроле орбиты ЙСЕ 121 Необходимыми условиями минимума суммы (2.62) являются соотнопгения Уравнения (2.63) наюзваются яормальяымк.
Таким обра- зом получают систему с шестью нормальными уравнениями. на которой можно найти шесть наилучших значений началь- ных условий. Поскольку зависимости, свявывающие навигационные па- раметры и начальные условия, нелинейные, то условные н нормальные уравнения также будут нелинейными. Нелиней- ность уравнений аатрудняет их решение.
Однако поскольку всегда имеются еприорио иавестные приближенные значения начальных условий Ч1 () = 1, 2, ..., 6), то оказывается возмож- О ной лннеарнзз пня этих уравнений. В атом случае решение за- дачи сводится к определению поправок ЬЧ, к априорным ана- чениям началькых условий. Предположим, что Чг Чю " АЧ~ Чз = Чзо + АЧт* — Чз = Чю + АЧ» и подстевим зги выражении в условные уревнения (2.61).
За- тем разложим функции Ф, в ряды по степеням бЧ,. и ограни- чимся первыми членами разложения. Получим линейную от- носительно искомых поправок систему условных уравнений з ЭФ, Ф,(Чю,Ч, ...,Ч )+ Х,(9 — ') АЧ1 — л, О, ( =. 1, 2, ..., Ж. (2.64) Число уравнений в системе (2.64) больше числа искомых величин ()Ч ь 6). Воспользуемся методом наименыпих квадратов для перехода от )Ч условных уравнений к шести нормальным уравнениям. Аналогично (2.
62) образуем сумму и = ЯР~(ФМго Чзз -'Чю)+ ЭФ, + Х ~9 — ) ЬЧ) — Ь,)т=шш, (2.65) где ЛЧ' () —. 1, 2, ..., 6) — наилучшие значения искомых по- 1 правок. ая аб Эб Условия минимума (2.66) — „= — з = ... = —. = 0 дают аач, бач, " бзч,' сисшму из шести нормальных уравнений, определяющих наилучшие значения поправок: Ап ЬЧ," + АшЬЧз + —. + А~сАЧз АзгбЧ~ +А еАЧз + ... +АюЛЧз = Вт, Аз~АЧ~ +Азсцбт+ ...
+АюАЧс =Вс, (2.66) где гдФ,з ЯР~(9 — ) НЧЧгс Чю -' Чю) Ю. % в ш Коли априорные сна ншия начальных условий иавестны с большими погрешностями, то использование нелинейного приблшкения, соответствующего разложению (2.64), молят привести к недопустимо больпппз ошибкам из-за веучета выспшх членов ряда. В етом случае используют метод последовательных приближений (итераций). Значения поправок, найденные из уравнений (2.66), рассматривают в качестве первого приближения. Считая величины Ч" + ЬЧ," новыми априорными значениями, указаняым методом находят второе приближение поправок Ч,'* и т.
д. Процесс вычкслсний заканчивается, когда полученные в двух слещлощих друг за другом приближениях поправки отлнчавнся на некоторое наперед заданное значение, определяемое требуемой точностью расчете. На практике все баллистические расчеты щюнаводятся в матричной форме. Система линейных уравнений (2.66) е матричной форме имеет ввд АЬ(т - В, где А — квадратная матрица б х 6 с элементами А)„, Ь(с — вектор-столбец 6 х 1 псюравок ! ЛЧ,',  — вектор-столбец 6 х 1 с элементами В.. Введем понятие ктора-столбца 6 х 1 оценок элементов орбиты Чй на л-м пшге рационного процесса. Обозначим его через Я„.
На очередом )ги шаге вектор попршок Ь() вырюкается следующим обзом: Щ = А ' В. Складьшал его с вектором (тм получаем векр оценок элементов орбиты на(й+ 1) м шаге: ()з,. г = ()ь+ Щ. !!9 ного пункта на расстояние Не = 1600 км. Для принатой высоты полета вто соответствует значению угла места Ве = 11' н цептРвльномУ УглУ ивмеРительного пУнкта )Укв = 13'. ПоД- считаем теперь номинальные значения величин, входящих в формулу (2.76). Необходимые аначения скорости ао = Тгс для круговой орбиты при высоте полета 430 км найдем ив (2.14). Полагая рс = 6,35 10э м, получаем ос = Т', = 7500 м/с. Из рис. 2.21 ншщем Нсисас — сов ((3"»л + Зс); ~е/пс = Н Зо/~~ =еш((У., +За) Следовательно, прн ()'» „= 13' н Зс = 11' имееы Ксисис = 0„91; ВсВс = 3034 мус. Подставляя значения параметров в (2.76), получаем а" = 19-10'эаз + 11 ° 10еаз + 67,5.
10сгаз. (2.76) Р е Предположим, что в точке ()' = и среднеквадратическое отклонение от ааданной круговой орбиты не должно превышать а -1 км. Допустим также, что составляющие этого отклонении, определяемые погрешностями радионзмерений и входящие в формулу (2Л6), должны быть примерно одинаковыми.
Тогда получим требования к точности системы измеренияс осе = 0,13. 10 з рвд; а. м 2,4. 10 г рад/с; а ..-- 0,17 м/с. е з Приведенный пример иллюстрирует методику определения требуемой точности измерительных систем. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Какие системы координат нспольвуются при анализе дввження космическшс всшауатову 2.
Какие основные виды траекторий космических аппаратов сущэствунст7 3. Как определяется первая космнческан скорость7 4. Каковы основные функпнн бортового комплекса управления космического аппарата7 б. Какие преимущества прн ущюнленнн ннэкаорбитальнымн ИСЗ дает нсоольвованне снусинкоз-регранслсггаров, нвходящнхсн на геаесвцнонврвых орбптах7 6. Для какого наклонении орбиты (при прочих одинаковых параметрах) длатеяьноась сеанса связи ИСЗ с ваземньп» пуактом будет микнмальвойу 7. Почему при ввбюоллаин низкоорбитального ИСЗ са стапионарного спутника-ретранслятора максимальное доплвронское смещение частоты оказываетсн больше, а иаксимальнал скорость его изменения — меньше, чем при наблюдении того же ИСЗ с неземного пувкте7 8.
Чем огрэннчиваегоя применение для связи неземного пункта е КА очень нкэких и высоких частот радиодиапазана7 9. Какай дкапаэон радиоволн н почему прелпочтнтелен для сввви нвземвой станции. нмеанцей всенепрввлеввую евтевну, с неариентнрованвым КА7 10. Что такое звергетвческий паювцизл рвлиолинии н ат чего ов вавискг7 11. Могут ли полярнавциаввые потери превыювть 3 дВ прн приеме на антенну с линейной полярнвацней элентромегнвтных волн, имеющих круговую (эллиптическую) паляривацюоу 12. В каких случаях в радиолннни КА — СР— Земля обРаботка сигнале нв барту СР не приводит к увеляченню внергегнческош потек.
цнвла па сравнению с прямой ретравсляцией снгнзлау 13. Каковы пути уменьшения сжтематических погреппсостей измеренкй при определении траектории КАт 4. Чта такое условные и нормальные уравнения прв определении орбиты КА по ревуяьтатвм измерения навиоэционвых параметров7 б. Предпалонснм, чта в момент г, навигвцнонаые параметры Щг] и 6(г) измерены с погреппюстями АЗ н 46. С какой погрешностью можно определить для мого момента времени параметр орбиты КА р, если задана вевиснмость Р - Р(Н, 6)7 СПИСОК РЕКОМЕНДУЕЬ(ОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1.
Неонов Н. М., Дмисвриеесяий А. А, Лысенко 7. Н. и др. Велиегнкв н навигация космических аппаратов. — М.с Мэшннааграеие, 1986. 2. Зльызерг. Олределевие двюкения по результатам нэмереяй. — Мл Пауке, 1976. 3. Спутвиконвя связь н вещание. СпрвзочникД1од ред. Л. Я. Кан. ра. — М.: Радио н связь, 1997. 4. Соловьев КК А.
Системы спутниковой евангелии. — Мз ЗКО— з. 2060. б. Ваб!о Кебо1айапе, Тпюгаааопе( Те!есопшшшса11оп Спюп. Ое, Ксйс(оп оу 2001. 6. Рекомендации ГТС-К Р 618 — 7. Данные распространенна и мепредскаеения, необходимые для равработки системы связи — Космос. Глава 3 Командно-измерительные системы комплексов управления космическими аппаратами Рхг- б Х Обсбщеннзз схема ком илв -измор е ой 126 3.1. Обобщенная схема командно-измерительной системы. Выбор сигнала Командно-измерительные системы связывают мюкду соб обой наземный и бортовой комплексы управления КА.
Основными задачами КИС при управлении автоматическими (непилотнруемыми) КА язлшотся передача на КА козпщдно-программной информации (КПИ), прием с КА телеметрической информации (ТМИ), измерения текущих навигационных параметров (ИТНП), а также сверка, фазнрование и коррекция бортовой шкалы времени (БШВ). Для решения этих задач можно применять специализированные радислинии передачи инбюрмзции — командную и телеметрическую радиолннии, а также измерительные радиолинии, обеспечивающие измерение дальности, скорости, угловых координат и других текущих навигационных параметров.
Проведение сверки, фазирования и коррекции БШВ может быть обеспечено с помощью КРЛ и радиолинии измерения дальности. Однако в современны х КИС применяют совмещенные командно-иамеритгльные радиолинни, позволяющие использовать для репюния указанных задач общие антсяны, приемники, передатчики и другие устройства. Это дает болыпой зкономический аффект и помюляег юючительно уменьшить массу, габариты н потребляемую электрознергию, что особенно важно для бортовой аппаратуры.
Как видно из рис. 3.1, составы наземной станции и бортовой ашшратуры КИС ео многом аналогичны. Они включают антенны, приемники, передатчики, еталонные генераторы, устройства выделения информации, устройства формирования взпросного (ответного) свглала, синтезатор частот в нааемной станции и устройство формированик несущей частоты ответного сигнала в бортовой аппаратуре. В соответствии с назначением КИС в навемной станции можно выделить устройства формировании и обработки КПИ. обработки ТМИ, формирования и обработки сигналов ИТНП, Формирования и сверки времени, а е бортовой юшаратуре— предназначенные для решения тех же Функциональных задач устройства обработки КПИ и 4юрмирования квитанций, формирования ТМИ, формирования меток БШВ. Отметим, что э ряде КИС некоторые из изображенных на рис.
3.1 устройств объединены. В состав наземной станции входит управляющий информационно-вычислв тельный комплекс. построенный на базе ЭВМ. С его помощью осуществляется автоматизированное управление станцией зо время подготовки и проведения сеанса управления КА. Комплекс выполняет необходимые для этого расчеты, в нем хранятся требуемые для работы данные и полученные реаультаты, с его помощью осуществляется также обмен информацией с центром управления полетом КА. До начала сеанса управления иэ ЦУП в наземную станцию поступают данные, содержащие номер КА, с которым должен выполняться сеанс, время и программу его проведения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
