Микрин Е.А., Михайлов М.В. Ориентация, выведение, сближение и спуск КА по измерениям от ГНСС (2017) (1246989), страница 38
Текст из файла (страница 38)
. J . . _ _ . . . J . . _ _ . . . J . . __О200__.______,400 600 800 1ООО 1200 1400 1600 J800 2000 2200 2400 t,саЧисло видимых НС1412108642О~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~~о200400 600 800 1ООО 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 t,сGDOP161284 Г--1L...~~-'\.Гlr:Г~О~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~~О200400 600 800 1ООО 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 t,сбРис.4.7.Число видимых НС и уровеньGDOPв режимеGPS+ГЛОНАСС для антеюrыА 4 :а-для статической номинальной траектории; б-для номинального углакрена с колебаниями около статического значения амплитудой30°4.3.
Исследование видимости НС и уровней GDOP в различных ре:жимах работы АСН 215После первого переворота для номинального угла крена число видимыхНС уменьшается сGDOPуглачерезкрена12до6и постепенно уменьшается до двух, а уровеньс превышает допустимый уровень. При наличии колебаний100относительностатическогозначенияпрактическисразупервого переворота число видимых НС становится равным трем, апослеGDOP =Ои остается таким практически до конца спуска.Отсюда можно сделать вывод, что антенна А 4 также не может использоваться длянавигационногообеспеченияспуска СА дажеврежимеGРS+ГЛОНАСС.4.3.2.Исследование видимости НС и уровней GDOPв режимах ГЛОНАСС иGPSВ режиме GРS+ГЛОНАСС АСН работает по всем спутникам системи ГЛОНАСС.
Общее число моделируемых спутников составляло54 НС.GPSПритаком общем числе спутников антенны СА А 1 и А 2 обеспечивают нормальнуюработу АСН в процессе спуска в пределах видимости НС и уровняGDOP.Однако для обеспечения независимости проектируемой СУС от техническогосостояния систем ГЛОНАСС иGPSнеобходимо, чтобы навигационное обеспечение спуска могло выполняться как в режиметак и в режимеGPS,ГЛОНАСС.Ниже приведены результаты исследования видимости НС антеннами А 1 ,А 2 , Аз, А 4 в режимах ГЛОНАСС ивидимых НС и уровняGDOPGPS.На рис.4.8для антенны А 1 при работе АСН в режимеДля рассмотренных вариантов спуска в течениеGDOPпоказаны графики числа~40 %GPS.времени уровеньпревышает допустимое значение.
Это означает, что антенна А 1 необеспечивает работу АСН в режимеGPSв процессе спуска. На рис.4.9приведены аналогичные графики для антенны А 2 , из которых видно, что для номинального спуска с постоянным углом крена до первого переворота видимость НС и уровеньGDOPсоответствуют норме и АСН на этом участкеспуска может обеспечить формирование КСВ с требуемой точностью.Однако после первого переворота уровеньGDOPпревысил максимальнодопустимое значение. Этот уровень сохранялся до второго переворота.
Дляспуска с переменным углом крена среднее число отслеживаемых спутниковуменьшилось наGDOP увеличился. Длительность интервалов снедопустимым уровнем GDOP также возросла, т. е. антенна А 2 , как и антеннаА1, не обеспечивает возможность работы АСН в режиме GPS в процессе~1,уровеньспуска.На рис.4.1О, 4.11приведены аналогичные графики для антенн А 3 и А 4 ,которые также демонстрируют, что уровеньGDOPна значительной частитраектории спуска превышает допустимое значение, а антенны Аз и А 4 необеспечивают работу АСН в режимеGPS в процессе спуска.Глава2164.
Навигация при спуске космических аппаратов в атмосфереЧисло видимых НС1412108642О~---------------------~-~~О200400600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 t,сGDOPuu161284о.___,.___,.___,.___,.___,.___ _.___ _.___ _.___ _.___ _.___ _,___ _,_____,о200400600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 t,саЧисло видимых НС1412108642О~---------------------~-~~О200400600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 t, с:~--lUlGDOP4о--ir.___,.___,.___,.___,.___ _.___ _.___ _.___ _.___ _.___ _.___ _,___ _,_____,О200400600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 t, с6Рис.4.8.Число видимых НС и уровеньGDOPв режимеGPSдля антенны А 1:а-номинальный спуск с постоянным углом крена <X.cvриодическими колебаниями СА по крену амплитудойнального значения= 45°; б -30°спуск с пеотносительно номи4.3.
Исследование видимости НС и уровней GDOP в различных ре:жимах работы АСН 217Число видимых НС1412108642О~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~~О200400600800 1ООО 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 t,сGDOP161284г-~-О~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~~О200 400 600 800 1ООО 1200 1400 1600 J800 2000 2200 2400 t, саЧисло видимых НС1412108642О~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~~О200400600800 1ООО 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 t,сGDOP161284О~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~~О200400600800 1ООО 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 t,сбРис.4.9.Графики числа видимых НС и уровеньGDOPв режимеGPSдля антенны А 2:а-номинальный спуск с постоянным углом крена <Хкrриодическими колебаниями СА по крену амплитудойнального значения= 45°; б -30°спуск с пеотносительно номиГлава2184.
Навигация при спуске космических аппаратов в атмосфереЧисло видимых НС1412108642О~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~~О200400600800 1ООО 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 t,сGDOP161284 Г---'--.._,----~__,..,О~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~~О200 400 600 800 1ООО 1200 1400 1600 J800 2000 2200 2400 t, саЧисло видимых НС141210861 • ,JL.,~ 1:-u-1'_ JU_J_JL-- Lu''--'-' " '---''----------i__1Г~Ll_J·L.J----.11-j_ПJuL·_J_'1v-iO~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~~О200400600800 1ООО 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 t,сGDOP16/12841тrn2004006001800 1ООО 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 t,сбРис.4.10.Число видимых НС и уровеньGDOPв режимеGPSдля антенны А3:а-номинальный спуск с постоянным углом крена <Хкrриодическими колебаниями СА по крену амплитудойнального значения= 45°; б -30°спуск с пеотносительно номи4.3.
Исследование видимости НС и уровней GDOP в различных ре:жимах работы АСН 219Число видимых НС1412108642О~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~~О200400600800 1ООО 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 t,сGDOP161284 f------,--..___.r----~--...г'О~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~~О200 400 600 800 1ООО 1200 1400 1600 J800 2000 2200 2400 t, саЧисло видимых НС14121086uuuu42О~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~~О200400600800 1ООО 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 t,сGDOP161284О~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~~О200400600800 1ООО 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 t,сбРис.4.11.Число видимых НС и уровеньGDOPв режимеGPSдля антенны А4:а-номинальный спуск с постоянным углом крена <Хкrриодическими колебаниями СА по крену амплитудойнального значения= 45°; б -30°спуск с пеотносительно номиГлава2204.
Навигация при спуске космических аппаратов в атмосфереУчитывая, что группировка ГЛОНАСС содержит меньшее число НС посравнениюGPS (24вместо30),можно предположить, что антенны А 1-А 4 врежиме ГЛОНАСС также не обеспечивают возможность работы АСН.Тем не менее такая возможность может быть реализована путем разработки специального программного обеспечения (ПО) вторичной обработкиинформации.4.3.З. Исследование возможности работы АСНна участке спуска СА по сигналам систем ГЛОНАСС илиGPSДля СА не существует возможность установки антенн АСН таким образом, чтобы навигация СУС обеспечивалась по сигналам только одной из существующих ГСНС. Тем не менее, имеется принципиальная возможностьтакого решения путем математического объединения «сырых» измерений,формируемых двумя антеннами. Другими словами, если сигналы НС принимаются, например антеннами А I и А 2 , и соответствующие этим антеннам «сырые» измерения поступают в навигационный процессор после обработки измерений приемников, то по суммарному числу измерений может быть получено навигационное решение необходимой точности.В процессе исследования было проведено моделирование суммарной видимости пар антенн из общего числа А 1 -А 4 в различных комбинациях.
Моделирование было проведено для номинального спуска СА с постоянным углом крена акр= 45°,по крену амплитудойа также для спуска с периодическими колебаниями СА30°относительно номинального значения. Результатымоделирования показаны на рис.4.12.Для сравнения на рисунке вместе сграфиками, относящимися к паре антенн, приведены соответствующие графики отдельно для каждой из антенн данной пары.
Из рисунка видно, чточисло спутниковGPS,видимых двумя антеннами, существенно превышаетчисло спутников, видимых отдельно каждой из антенн. Соответственно уровеньGDOPдля каждой из антенн значительно выше допустимых значений,тогда как для НС, видимых двумя антеннами, уровеньвале спуска не превышает3,GDOPна всем интерчто гарантирует возможность формированиянавигационного решения с высокой точностью.И случае наличия колебаний по крену относительно номинального углакрена, число НС, видимых двумя антеннами, существенно выше, чем каждойиз антенн в отдельности, а уровеньтеннами, не превышает4,GDOP дляспутников, видимых двумя антогда как для каждой из антенн на большей частитраектории спуска этот уровень существенно превышает допустимое значение(5- 6).Отметим, что в общем случае целесообразно осуществлять «математическое объединение» измерений НС от всех антенн. Очевидно, чтов этом случае реализуются условия видимости НС для формирования КСВс высокой точностью.Таким образом, в состав АСН, обеспечивающей навигацию СА при спуске, должен входить процессор вторичной обработки измерений от двух нави-4.3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
