Навигация разгонных блоков

[zeaman]

Такая идея возникла - а нужне ли супер-точность для системы навигации разгонных блоков. Ведь все равно финальную орбиту можно подправить ДУ аппарата.

А зато можно использовать более простые, легкие и надежные бесплатформенные системы (у которых рамки не складываются).

[Suzeren]

Применение бесплатформенных инерциальных систем не обазательно должно сказываться на точности выведения в худшую сторону. Все зависит от математики БКУ и применения других средств, таких как астрокоррекция измерений...

Гироплатформы используются по нескольким причинам:

1) они надежны, отработанны полетами и временем
2) традиционно использовались именно они. Разработчики БКУ ракет, такие как НПЦ АП, просто больше привыкли работать именно с гироплатформами.

[Valerij]

Применение бесплатформенных инерциальных систем не обазательно должно сказываться на точности выведения в худшую сторону. Все зависит от математики БКУ и применения других средств, таких как астрокоррекция измерений...

Гироплатформы используются по нескольким причинам:

1) они надежны, отработанны полетами и временем
2) традиционно использовались именно они. Разработчики БКУ ракет, такие как НПЦ АП, просто больше привыкли работать именно с гироплатформами.

Это все хорошо, но....

Может быть пора использовать ГЛОНАСС (вместе с GPS) не только для навигации мусоровозов? С его помощью можно получить точные координаты и параметры движения, и выводить спутники точнее. А, кроме того, в реальном времени иметь эту информацию в ЦУПе и вырабатывать данные для антенн слежения? Тогда, глядишь, и спутники терять перестанем. Будем знать о них раньше, чем НОРАД сообщит....

[zeaman]

Применение бесплатформенных инерциальных систем не обазательно должно сказываться на точности выведения в худшую сторону. Все зависит от математики БКУ и применения других средств, таких как астрокоррекция измерений...

Гироплатформы используются по нескольким причинам:

1) они надежны, отработанны полетами и временем
2) традиционно использовались именно они. Разработчики БКУ ракет, такие как НПЦ АП, просто больше привыкли работать именно с гироплатформами.

Это все хорошо, но....

Может быть пора использовать ГЛОНАСС (вместе с GPS) не только для навигации мусоровозов? С его помощью можно получить точные координаты и параметры движения, и выводить спутники точнее. А, кроме того, в реальном времени иметь эту информацию в ЦУПе и вырабатывать данные для антенн слежения? Тогда, глядишь, и спутники терять перестанем. Будем знать о них раньше, чем НОРАД сообщит....

Нет надо быть реалистичнее. Глонасс не дает угловые координаты, не дает никаких линейных ускорений и скорее всего, доступен лишь на части орбиты.

[zeaman]

Кстати вот тут линк, про то как на Аполлоне-11 была проблема со складыванием рамок подвеса ГСП:

http://en.wikipedia.org/wiki/Gimbal_lock#Gimbal_lock_on_Apollo_11

И Майкл Коллинз сказал почти те-же слова, что и Старый в соседней ветке:

After the Lunar Module had landed, Mike Collins aboard the Command Module joked "How about sending me a fourth gimbal for Christmas?"

("Как начет того, чтобы подарить мне четвертую рамку подвески на Новый Год?")

[Suzeren]

Может быть пора использовать ГЛОНАСС (вместе с GPS) не только для навигации мусоровозов?

Это все есть уже. АСН с GPS проходил ЛКИ в составе Фрегата с 2003 года. Последние пару лет информация с него заводится в контур управления и корректирует инерциальную навигационную систему для достижения более высокой точности.

Изначально, для повышения точности АСН хотели поставить на Фобос-Грунт. Но поскольку его применимость возможна лишь в околоземном пространстве, то решили отказаться. Поскольку точность достигаемая на этапе выведения все равно "сломается" неточностью коррекций траектории где АСН не будет... Ну и плюс ко всему, получим прибор, который летит вместе с нами до самого Марса, что-то весит, но при этом бесполезен уже

К слову, на Фобос-Грунте нет гироплатформы. Там бесплатформенная система на базе волоконно-оптических гироскопов и кварцевых акселерометров. Которые калибруются перед каждым активным участком, для достижения требуемой точности на этапе набора характеристической скорости.

[Suzeren]

("Как начет того, чтобы подарить мне четвертую рамку подвески на Новый Год?")

А четырехстепенные гиростабилизированные платформы были разработаны и применялись Но в виду сложности обработки их измерений и фактически ничем не отличающимися от простой гироплатформы точностными характеристиками, от них отказались.

[Valerij]

Нет надо быть реалистичнее. Глонасс не дает угловые координаты, не дает никаких линейных ускорений и скорее всего, доступен лишь на части орбиты.

Глонасс дает точку в пространстве и вектор скорости. Ускорения, действительно, не дает, но, насколько я понимаю, большую часть времени выведения полет проходит по инерции. Пересчитать координаты в другую систему для электроники не сложно. Более того, для "Фрегата" такая система выпускается:





За эти фото отдельное спасибо Роману LRV_75. Так что для Фрегата Глонасс на орбите доступен во вполне достаточной степени. Кстати, если координаты передавать на отдельном "маячке" то будет намного проще отслеживать спутники с помощью довольно простых и недорогих приборов. Во всяком случае их орбиты и координаты будут известны.

[zeaman]

Нет надо быть реалистичнее. Глонасс не дает угловые координаты, не дает никаких линейных ускорений и скорее всего, доступен лишь на части орбиты.

Глонасс дает точку в пространстве и вектор скорости. Ускорения, действительно, не дает, но, насколько я понимаю, большую часть времени выведения полет проходит по инерции. Пересчитать координаты в другую систему для электроники не сложно. Более того, для "Фрегата" такая система выпускается:

За эти фото отдельное спасибо Роману LRV_75. Так что для Фрегата Глонасс на орбите доступен во вполне достаточной степени. Кстати, если координаты передавать на отдельном "маячке" то будет намного проще отслеживать спутники с помощью довольно простых и недорогих приборов. Во всяком случае их орбиты и координаты будут известны.

По-моему, надпись ALTERA гордо виднеется на чипе..

короче, что вообще есть:
1) Гироплатформа на 3-х степенном кардановом подвесе
2) Гироплатформа на 4-х степенном кардановом подвесе
3) Инерциальная плавающая сфера
4) Лазерный гироскоп (strapon, dithering)
5) Оптоволоконный гироскоп (термостабилизация жесточайшая)
6) Глонасс/гпс (дает позицию, но не углы)
7) Астронавигация (дает углы, но не позицию)
8 ) Инфракрасный горизонт
9) Датчики Луны - Солнца
10) Триангуляция по сигналам с Земли

Чего забыл?

Первые три - самодостаточные, достаточно точные и по нарастаюшей дорогие.

Астронавигация -  страшновато. Видели на видео с момента разделения Фалькона/дракона как яркая пыль летела везде? Протестировать в реальных условиях трудно. При работе ДУ наверняка не все так просто Интересно, а можно ли на ГЛОНАСС/ГПС поставить более серьезные антенны, чтобы ловить сигнал на более высоких орбитах. В дополнение - несколько твердотельных акселерометров - и готова система навигации
почти без движушихся частей.

UPD: "мыу ту ефл зкщыещю" = "не все так просто" (на этом компьютере 2 разных русских расскладки - для меня и для жены)

[Salo]

мыу ту ефл зкщыещю

vse ne tak prosto.

Пользуетесь транслитом?  :wink:

[ZOOR]

Чего забыл?

Бесплатформенная - одни акселерометры

[Старый]

Интересно, а можно ли на ГЛОНАСС/ГПС поставить более серьезные антенны, чтобы ловить сигнал на более высоких орбитах.

Из пяти импульсов четыре происходят в районе перигея, так что Глонасс будет работать.
 А пятый в апогее самый короткий и самый простой.

[Liss]

("Как начет того, чтобы подарить мне четвертую рамку подвески на Новый Год?")

А четырехстепенные гиростабилизированные платформы были разработаны и применялись Но в виду сложности обработки их измерений и фактически ничем не отличающимися от простой гироплатформы точностными характеристиками, от них отказались.

Там песня была в том, что на махоньком Gemini гироплатформа была четырехрамочная. А на супер-пупер-навороченном Apollo -- трех.

[Valerij]

Интересно, а можно ли на ГЛОНАСС/ГПС поставить более серьезные антенны, чтобы ловить сигнал на более высоких орбитах.

Из пяти импульсов четыре происходят в районе перигея, так что Глонасс будет работать.
 А пятый в апогее самый короткий и самый простой.

Мне кажется, что и на уровне геостационарной сигнал будет вполне достаточен. Но не от ближайших спутников, а "с той стороны". Чувствительности должно хватить, потому, что хороший навигатор ловит даже в помещениях, это более сложные условия, чем на орбите.

[Feol]

Военные будут против. Можно только для гражданских запусков.

[Дмитрий В.]

Чего забыл?

Бесплатформенная - одни акселерометры

А угловые скорости и углы мерить? Можно, конечно акселерометрами, но интегрировать больше придется. Имхо, лучше все же гироскопами. Или нет?

[Suzeren]

А угловые скорости и углы мерить? Можно, конечно акселерометрами, но интегрировать больше придется. Имхо, лучше все же гироскопами. Или нет?

Как Вы собрались углы или угловые скорости мерить акселерометрами? Подскажите Нет, можно конечно угловую скорость как-то статистически выражать из уравнения второго порядка, если оно используется для вычисления характеристической скорости по приращению, идущему с акселерометра... Но будут ли там точности приемлемые - это что-то очень сомнительно. Если, к примеру, требуется обеспечить угловую скорость склонения траектории 0,05 град/с... то тут ошибка будет здоровая. Да и то, как выражать угловую скорость в канале крена по акселерометрам - совсем не понятно. уйдем в закрутку бешеную и все... там и до неустойчивости недалеко. :wink:

В любом случае, нужно то, что измеряет угловое положение (угол, угловую скорость, не важно) и акселерометры, для измерения линейной скорости.

Измерителями углов могут быть гироскопы всех мастей. Скорость линейную измеряют акселерометрами.

Оптика плохо переносит газопылевую обстановку, плюс ограничение по угловой скорости и ускорению делает ее слабоприменимой на активных участках. Более того, оптика не дает угловую скорость для закона управления... Ее можно получать дифференцированием, если бы частота получения информации с оптического прибора была хотя бы 10Гц.  :roll: А так придется городить всякие фильтры, которые вносят запаздывание в контур и могут повлечь неустойчивость. Вряд ли кто-то захочет экспериментировать с этим на аппарате, когда есть проверенные методы.

[PIN]

Такая идея возникла - а нужне ли супер-точность для системы навигации разгонных блоков. Ведь все равно финальную орбиту можно подправить ДУ аппарата.

Можно. Только тогда клиенты, имеющие выбор, уйдут. Неинтересно принимать на себя и гарантированные расходы, и риски. Причем, по совершенно странным причинам.

[zeaman]

Такая идея возникла - а нужне ли супер-точность для системы навигации разгонных блоков. Ведь все равно финальную орбиту можно подправить ДУ аппарата.

Можно. Только тогда клиенты, имеющие выбор, уйдут. Неинтересно принимать на себя и гарантированные расходы, и риски. Причем, по совершенно странным причинам.

ДА - похоже лучше и дешевле оставить все как есть сейчас.

[Suzeren]

ДА - похоже лучше и дешевле оставить все как есть сейчас.

Все как есть никто не оставит. Зачем останавливаться на достигнутом? Сейчас тенденция перехода на бесплатформенные системы настигает всех разработчиков. Единственное - в ракетах они пока применяются безальтернативно... да и то, экспериментально уже ставят бесплатформенные.

Дело в том, что бесплатформенный блок потребляет в десятки раз меньше электроэнергии,  чем гиростабилизированная платформа.
То, что оптоволоконные гироскопы более чувствительны к температуре - это не правда. Вводя алгоритмы температурной компенсации, которые настраиваются по результатам испытаний - достигаются очень неплохие точности. В то время как традиционные поплавковые гироскопы имеют понятие "тепловой готовности", волоконно-оптические такого понятия не имеют. Выход на режим для них составляет, вообще говоря, несколько десятых долей секунды...  
К тому же, активное развитие твердотельных МЭМС, которые уже достигли такого уровня, что применяются в космосе, приведет к тому, что возможно они со временем вытеснят и лазерные и волоконно-оптические...

Не говоря уже о том, что гироплатформа весит ну никак не один килограмм...  :wink:

Как следствие, разработчики систем управления РБ таки переходят на бесплатформенные системы, а те кто не переходят - будут вынуждены сделать это со временем, ИМХО. При этом, незачем говорить о потере точности измерений. Она либо сохранится, либо улучшится.