Микрин Е.А., Михайлов М.В. Ориентация, выведение, сближение и спуск КА по измерениям от ГНСС (2017) (1246989), страница 56
Текст из файла (страница 56)
Таким образом, реализуются условия работы АСН и ЦВМ КА, максимально приближенные кусловиям реального полета. Задавая различные режимы работы АСН-К при---- -Х, V, QКAХ,Имитатор с игналовGPSСВЧ-сигналы КАСВЧ-сигналы!ГЛОНАСС11СВЧ-сигналы МКС++дедеi!НМАСНКА1контроляЦВМКАi----СВЧ-сигналы1ii---!НМАСНмксiСистемаV,QMKCiЦВМКАБВСМКСi-------СистемаконтроляБВСМКСiii1МодельКА1 и его аппаратурыРис.6.13.11Модель МКС1и его аппаратуры 1Структурная схема комплексных испьпаний режимов сближения АСНна НКО БКУ КА и МКС6.4.Комплексные наземные испытания АСН в составе изделия311всевозможных условиях полета КА, операторы НКО, анализируя процесс работы ЦВМ и АСН по данным, поступающим в систему контроля ЦВМ КА,дают заключение о правильности функционирования АСН.Более сложная схема НКО реализуется при испытаниях АСН на участкахсближения КА и МКС.
В этом случае задействуются два испытательныхкомплекса: НКО БКУ КА и НКО БКУ МКС. Структурная схема испытательного комплекса для этого случая приведена на рис.6.13.Как было отмечено, проблемным вопросом комплексных испытанийАСН являются испытания режимов ориентации. Существующие имитаторыGРS-ГЛОНАСС не имеют достаточного количества независимых СВЧвыходов, необходимых для проведения испытаний режимов ориентации.Поэтому в процессе испытаний ограничиваются использованием антенногоустройства с требуемым количеством антенн, работающих по сигналам реальных НС вместо имитатора сигналов GРS-ГЛОНАСС.
Недостаток такихиспытаний-несоответствие формируемых антеннами сигналов реальнойлётной ситуации. Поэтому в основном в испытаниях проверяют соответствующие интерфейсы программных блоков ПО ориентации. Окончательные испытания выполняются в процессе лётных испытаний изделия, передкоторыми проводятназемныекомплексныеиспытания АСНвсоставеизделия.6.4.Комплексные наземные испытания АСНв составе изделияПосле завершения испытаний АСН в составе НКО фиксируется версияПО АСН, которая затем устанавливается в лётные комплекты аппаратуры.Лётные комплекты проходят испытания только в составе изделия.Испытания аппаратуры в составе изделия проводят дважды: первый разна предприятии-изготовителе, второй раз-на полигоне в процессе предстартовой подготовки изделия. Основной целью испытаний на предприятииизготовителе является проверка работоспособности аппаратуры и ее взаимодействия с другими системами КА.
Целью испытаний на полигоне являетсяпроверка правильности финальной сборки и установки аппаратуры на изделии перед стартом, а также окончательная проверка ее работоспособностисовместно с работой других систем КА.Поскольку испытания АСН в составе изделия не ставят своей цельюпроверку правильности решения функциональных задач, схема испытанийможет быть существенно упрощена по сравнению со схемой испытаний всоставе НКО. В определенной мере это вопрос и экономический-при испытаниях в составе НКО реализуются и проверяются все режимы работыАСН, а для этого необходим универсальный многоканальный имитаторсигналов GРS-ГЛОНАСС, стоимость которого достаточно высока.
При испытаниях АСН в составе изделия необходимо проверить только работоспособность аппаратуры и функционирование ее связей с другими системами.Глава312Для6. Проектирование, разработка и наземные испытания А СН...этого достаточноиспользоватьодноканальныйимитаторсигналовGРS-ГЛОНАСС , стоимость которого во много раз ниже. Например, в РКК«Энергия» испытания АСН-К в составе изделия выполнялись с использованиемодноканальногоимитаторасигналовGРS-ГЛОНАССфирмыSPIRENТго НСGSS6300. Этот имитатор на выходе формирует радиосигнал одноGPS и одного НС ГЛОНАСС с заданными характеристиками. Цельюиспытаний является проверка функционирования тракта прохождения соответствующей информации от антенн АСН до ЦВМ КА. Структурная схемакомплексных испытаний АСН в составе КА приведена на рис.6.14.Имитатор сигналовGPS- ГЛ ОН АССдепспспспс~-----~_________ !1__________1_________!1_______НМАСНСВЧ - сигнал1НМАСНЦВМКАСистема контроляЦВМКАРис.6.14.ставе КАСтруктурная схема комплексных испытаний АСН-К в со6.5.
Лётные испытанияАСН313Имитатор сигналов GРS-ГЛОНАСС формирует СВЧ-сигнал с заданнымихарактеристиками. Этот сигнал на ДС делится на четыре одинаковых СВЧсигнала, поступающих на переизлучатели сигналов (ПС). Переизлучателиустанавливаются на антеннах КА. Излучаемые от ПС радиосигналы принимаются антеннами АСН и через делители передаются на основной и резервный НМ АСН. НМ обрабатывает эти сигналы и формирует определеннуюинформацию, передаваемую в ЦВМ КА.
Передаваемая информация проверяется системой контроля ЦВМ КА. Если эта информация соответствует заданной, значит АСН работоспособна и может быть допущена к следующим этапам испытаний. После завершения испытаний на полигоне система допускается к старту.6.5. Лётныеиспытания АСНЭтап лётных испытаний является завершающим перед вводом системыв штатную эксплуатацию. На пилотируемых КА новые системы, вводимыев состав БКУ КА, всегда функционально дублированы.
Они вводятся в состав системы как экспериментальные и функционируют совместно со штатными системами, решающими аналогичные функциональные задачи. Только после завершения лётных испытаний новая система может быть включена в состав штатных систем, а существующая система может быть выведенаиз состава БКУ.При проведении лётных испьпаний АСН последовательно реализуютсявсе режимы ее работы.
При этом по возможности фиксируется максимальныйобъем формируемой АСН информации, которая тщательно обрабатывается иисследуется на Земле. Для обеспечения такой возможности кроме штатныхсредств телеметрирования информации специально разрабатываются дополнительные средства, существенно расширяющие объем фиксируемой информации.
Например, на МКС штатные средства телеметрирования данных АСН существенно ограничены по объемам передаваемой на Землю информации. Поэтому для обеспечения детального анализа работы АСН в тех или иныхрежимах на МКС проводился целый ряд многосуточных экспериментов сАСН, в которых полный объем формируемой АСН информации записьmался впамять компьютера. После завершения экспериментов вся записанная информация передавалась на Землю для обработки и последующего анализа. Например, в ряде таких экспериментов были выявлены особенности работы АСН наМКС, обусловленные переотражениями сигналов НС от элементов конструкции МКС, не проявлявшиеся в наземных условиях, которые могли существенно повлиять на процесс сближения европейского корабляATVс МКС, вьmолнявшийся по сигналам АСН-М МКС.
Наземный анализ полученной информации обеспечил возможность доработки ПО АСН-М, при котором влияниепереотраженных сигналов на измерения АСН бьmо существенно снижено.После завершения лётных испытаний выдается заключение о вводе системы в штатную эксплуатацию на серийных изделиях. Однако кроме серий-Глава3146.
Проектирование, разработка и наземные испытания А СН...ных изделий существуют единичные или малосерийные КА. Для таких КАнет возможности запуска отдельных изделий для проведения лётных испытаний. В этом случае после завершения наземных испытаний система вводитсяв штатную эксплуатацию, а этап лётных испытаний выполняется в началелётной миссии КА. Для этого предусматриваются специальные тесты, по результатам которых может возникнуть необходимость доработки ПО АСН.Такая возможность обязательно должна быть предусмотрена при проектировании АСН таких КА.Контрольные вопросы1.В чем состоят особенности АСН космического назначения по сравнению с АСН наземного применения?2. Каковы этапы и методы отработки ПО АСН космического назначения?3 В чем заключаются комплексные наземные функциональные испытания АСН?4.
В чем состоят комплексные наземные испытания в5. Каковы задачи лётных испытаний АСН?составе изделия?Глава7Управление движением космического аппаратасредствами аппаратуры спутниковой навигацииВо всех предыдущих главах АСН рассматривалась как навигационнаяаппаратура, измеряющая вектор состояния КА. В зависимости от задач КАтаким вектором являлся расширенный вектор текущих координат и скорости, к которому при необходимости добавлялось аэродинамическое торможение. Во время коррекции траектории КА для повышения точности формируемого вектора состояния удобно использовать измерения БИНС КА,обеспечивающей интегрирование приращений кажущегося вектора скорости. Если АСН обеспечивала определение ориентации КА, измеряемый вектор состояния КА включал в себя также текущий кватернион ориентации.Для повышения точности формируемого кватерниона удобно использоватьизмерения БИНС КА, обеспечивающие динамическую фильтрацию угловыхизмерений АСН.При сближении двух КА АСН активного КА формирует относительныйвектор состояния, включающий векторы относительного положения и относительной скорости, а также кватернион относительной ориентации обоих КА.Вся формируемая АСН навигационная информация передается в ЦВМ КА,обеспечивающую управление исполнительными органами СУДИ.
ЦВМ совсей аппаратурой КА обменивается информацией по интерфейсуMIL-1553,являясь контроллером, а вся аппаратура, которой управляет ЦВМ, включаяАСН,-конечными устройствами. При этом, разработав соответствующееПО, по команде с Земли можно, например, назначить АСН контроллером системы, исключив ЦВМ из контура управления. В этом случае АСН могла быосуществлять управление всей аппаратурой СУ ДН. В результате реализуетсятак называемый резервный контур управления, который в случае отказа ЦВМможет обеспечить выполнение (хотя бы частичное) задач КА. ЦВМ, являясьосновным элементом системы управления КА, имеет высоконадежную аппаратную часть. Как правило, в ЦВМ выполняют три, а иногда четыре резервных контура. Тем не менее отказы ЦВМ на практике случались и приводилик фатальным последствиям.
Так, по причине отказа ЦВМ, врян российско-египетский спутникEgyptSat.2015г. бьш потеИз-за отказа ЦВМ была потеряна его ориентация, прекратился приток энергии от солнечных батарей, и из-занехватки времени на анализ отказа и выполнение мероприятий по восстановлению ЦВМ, спутник был потерян. Если бы наEgyptSat была предусмотренавозможность перевода управления на резервный контур, то, вероятнее всего,ЦВМ можно было бы восстановить. Поэтому реализация на базе АСН резервного контура управления КА является актуальной задачей.Глава3167.Управление движением КА средствами АСНВ настоящей главе АСН рассматривается не только как источник навигационной информации, но и как основной элемент системы управления движением КА, обеспечивающий по полученной навигационной информацииформирование управляющих команд на исполнительные органы СУДИ.7.1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
