Глава 18. Методические особенности решения баллистико-навигационных задач при оперативном управлении КА

Рассмотренные в предшествующей главе основные задачи баллистико-навигационного обеспечения управления полетом укрупненно можно подразделить на два направления:

► непосредственного определения или изменения параметров движения КА в пространстве в текущий или наперед заданный моменты времени;

► получения всех сопутствующих баллистических данных в предположении известного движения КА. Наибольшие сложности возникают при решении задач первого направления, так как они охватывают всю динамику движения аппарата.

Задачи второго направления связаны с расчетом «стандартной баллистической информации» (СБИ). Номенклатура их весьма обширна, начиная от времени существования КА, кончая такими специфическими вопросами, как, например, определение времени или высоты его пролета над каким-то районом Земли (или планеты), определение освещенности КА на орбите и т. д ... Читать дальше »

17.5. Требования, предъявляемые к БНО

Главные требования, предъявляемые к БНО, сведены к точности, достоверности и надежности результатов и решений, а также исключительно высокой оперативности (т. е. малым интервалам времени) их получения.

Высокая требуемая точность и надежность баллистических расчетов вполне оправдана, что видно из следующих примеров. Скорость полета орбитального комплекса («Союз—Салют—Прогресс») определяют с точностью » 0,05 м/с, что при абсолютной скорости полета около 8 км/с составляет « 0,0006%. Однако даже эта погрешность приводит к тому, что за один виток (оборот вокруг Земли) КА отклоняется от расчетного положения на 800 м вдоль орбиты, я .чя сутки — ня 12 км. Отклонение начальной скорости КА на межпланетных орбитах в 1 м/с (при величине скорости = 11 ООО м/с) приводит к тому, что КА прибудет к месту назначения (например, к Венере) с ошибкой более 10 000 км. При этом следует понимать, что движение КА непрерывно возмущается из-за динамически ... Читать дальше »

17.4. Организационно-технические аспекты использования оперативного БНО

Выполнение комплекса работ по оперативному БНО относят к прерогативе специальных групп, входящих в состав служб ЦУПа или отдельного Баллистического центра.

С целью повышения достоверности и надежности в процессе отдельных наиболее сложных полетов либо ответственных фаз конкретного полета определяют дублирующие баллистические центры, обеспечивающие независимое (дублирующее) решение задач БНО.

На различных этапах БНО задачи службы БНО существенно различаются.

На этапе планирования и подготовки полета КА они сведены к выбору конфигурации технических средств и их комплектации, разработке методов и алгоритмов решения задач БНО, созданию ПМО, подготовке специалистов к выполнению работ с конкретным КА.

На этапе оперативного ... Читать дальше »

17.3. Особенности постановки задачи БНО при действии возмущений

В условиях плохой наблюдаемости по выборке измерений задача определения вектора состояния КА принадлежит к классу некорректных (неустойчивых) задач, решения которых не обладают условием единственности и устойчивости по отношению к погрешностям исходных данных (см., например, [17]). В частности, в условиях функционирования НАКУ при высокой загрузке траекторных измерительных средств, а также при возникновении нештатных ситуаций при управлении КА, получение выборки сеансов измерений в требуемом объеме становится не всегда возможным. Следует отметить, что и в штатных ситуациях решение задач, связанных с установлением факта выведения КА на орбиту, определением координат точек падения возвращаемых элементов по измерениям текущих навигационных параметров (ИТНП) на участке спуска производят, как правило, с использованием выборки ограниченного объема, состоящей из 1...3 сеансов.

Качество решения задач БНО предо ... Читать дальше »

17.2. Математическая модель функционирования автоматизированной системы управления технологическим циклом БНО

Одну из центральных функций з структуре АКУКП играет интегрированная автоматизированная система БНО (АС БНО), предназначенная для решения баллистико-навигационных задач (БНЗ) в интересах различных комплексов управления КА. АС БНО, общий вид которой, ориентированный на группировки беспилотных КА, изображен на рис. 17.1, является сложной территориал ьн о-распределенной информационно-управляющей системой с соответствующими видами обеспечения [17]. 

Она включает в себя информационно-вычислительные средства, средства связи и передачи данных, ПМО и средства поддержки в виде структур баллистического и технического обеспечения. Как и АКУКП в целом, АС ВНО имеет централизованную иерархическую структу ... Читать дальше »

17.1. Эволюция функций и задач НАКУ; учет многоуровневой иерархии его структуры

Отсчет начала теоретических исследований и базирующихся на них практических разработок в области создания НАКУ принято вести с конца 1956 г., когда в Институте ракетных войск Министерства обороны был создан эскизный проект КИК для первых советских искусственных спутников Яемли (ИСЗ).

В результате проведенных исследований был определен состав КИКа, включающий:

► совокупность средств внешнетраекторных измерений (ВТИ), предназначенных для измерения параметров орбиты;

► комплекс средств приема с ИСЗ телеметрических данных;

► командно-программные радиолинии и совокупность средств связи;

► комплекс средств службы единого времени (СЕВ);

► информационный комплекс обработки и отображения получаемых данных.

В процессе большого количества расчетов орбит и трасс ИСЗ, а также географического и экономического анализа возможных условий размещения НИП КИКа ... Читать дальше »

Глава 17. Системно-теоретические основы управления космическими полетами

В процессе управления космическим полетом на средства и персонал НАКУ (включая ЦУП) возлагают решение многих задач, основные из которых:

► получение данных о состоянии аппаратуры целевого и служебного назначения, наземных и бортовых средств и систем управления КА, оценка их ресурсного обеспечения;

► комплексная оценка технического состояния КА и принятие в зависимости от нее решений о возможности выполнения существующего плана, оценка необходимости разработки или корректировки плана и программы дальнейшего полета;

► анализ соответствия параметров движения КА поставленным задачам, определение текущей ориентации, расчет требуемых маневров и различного рода баллистических ограничений;

► расчет, формирование и передача на наземные командно-из-мерительные пункты (КИПы) и на борт КА массивов команд управления бортовыми средствами и средствами КИПов.

В случае пилотиру ... Читать дальше »

РАЗДЕЛ VI. Баллистико-навигационное обеспечение управления полетом КА



Важнейшей и неотъемлемой частью реализации как любой космической программы в целом, так и полетов отдельных КА в рамках каждой из них является баллистико-навигационное Обеспечение (БНО) космического полета.

Под БНО понимают самостоятельный, высокого уровня практической направленности раздел обсуждаемой науки, отражающий постановку задач, методов и алгоритмов их решения, а также комплекса технологических и вычислительных процедур, используемых при проведении всего цикла исследовательских, проектно-конструкторских и расчетных работ на этапах подготовки, планирования, осуществления и анализа промежуточных, а также конечных результатов космического полета в части, связанной с его динамикой, т. е. движением ... Читать дальше »

16.10. Управляемый спуск КА в атмосфере Юпитера

16.9. Анализ траекторий спуска с постоянным качеством

Недостатки, имеющие место для КА баллистического типа (большие максимальные перегрузки и скоростные напоры в конце траектории основного аэродинамического торможения, малые допустимые коридоры входа), можно в значительной степени устранить для КА, обладающих аэродинамической подъемной силой. Рассмотрим спуск с постоянным аэродинамическим качеством К5, причем будем ориентироваться на аппараты скользящего типа, для которых К6= 0,2...0,6.

На рис. 16.5 и 16.6 в качестве примера представлены зависимости характерных параметров траектории спуска: максимального значения перегрузки nmax, конечных значений высоты hK и скоростного напора qK от высоты условного перицентра траектории входа в атмосферу /ц для КА с аэродинамическим качеством К6 = 0,3 и приведенной нагрузкой на лобовую поверхность Рх = 2000 Н/м2 (скорость входа VBX = 60 км/с, модель атмосферы — номинальная).