Астронавигация

Автор Moriak, 09.02.2007 18:37:17

« предыдущая - следующая »

0 Пользователей и 1 гость просматривают эту тему.

Moriak

Здравствуйте подскажите пожалуйста где можно найти материал по астро навигации: приборная реализация датчиков, уравнения измерения, на каких изделиях применялись, физические основы навигации. Оч надо. Заранее спасибо.

Feol

Навигации или ориентации?
Всем пользователям нравится это сообщение.

Moriak

ЦитатаНавигации или ориентации?
Ориентация КА на орбите.

Feol

Я 6 лет участвовал в работах по системам ориентации, а сейчас участвую в попытках создания нового звездного датчика  :wink: . Может быть, чем-то могу помочь по общим вопросам и принципам..
Всем пользователям нравится это сообщение.

Green007

ЦитатаЯ 6 лет участвовал в работах по системам ориентации, а сейчас участвую в попытках создания нового звездного датчика  :wink: . Может быть, чем-то могу помочь по общим вопросам и принципам..

Переплюнете? ;)
http://www.sodern.com/site/FO/scripts/siteFO_contenu.php?mode=&noeu_id=56&lang=EN

Feol

Во-во-во! Против оных друзей из Содерна и воюем :lol: . Только вот в наших условиях да против их опыта.. Я по этому и боюсь делать эту работу основной, пусть пока по совместительству, а там посмотрим  :wink:
Всем пользователям нравится это сообщение.

Form1

Общий вопрос: Почему недостаточно одного датчика для определения ориентации? Казалось бы, можно же посмотреть на картинку звездного неба с одного и восстановить ориентацию полностью.

Moriak

Если астродатчик визирует одну звезду то для трех осной ориентации нужно 2 датчика, т.к. один датчик мерее 2 независмых параметра а их надо 3. А если датчик сразу визирует более трех звезд то достаточен один дачик, но вычисления будут сложней.

Feol

Теоретически, все совершенно верно - широкоугольный ПЗВ (прибор звездный визирующий), наблюдающий одновременно несколько звезд, позволяет самостоятельно определять ориентацию объекта. Когда-нибудь к этому все и придет, работы ведутся. Но пока тут и проблем много.

Во-первых, с ПЗВ будет ориентация в инерциальной системе координат. Если же нужна ориентация в иной системе координат, то необходимо выполнять пересчет. Что само по себе очень просто. Но для него информации от ПЗВ не всегда достаточно. Так, например, если нужна определённая ориентация КА относительно Земли, то нужно знать взаимное положение Земли и спутника. Это положение изменяется с течением времени и зависит от положения центра масс аппарата на орбите. А информацию о положении центра масс КА ПЗВ дать не может принципиально (ну, мы не обсуждаем перелёты на расстояния в масштабе галактики, когда будет заметно меняться сама карта звездног неба  :wink: ). То есть, для ориентации на Землю, КА должен постоянно знать собственную баллистику. И точность ориентации будет напрямую зависить от точности баллистической информации. Если с закладкой и работой баллистического обеспечения возникнут проблемы, то сориентироваться на Землю будет невозможно. То же самое и с ориентацией на Солнце, отсутствие которой в течение нескольких частов вообще критично для большинства КА. Применение же специализированных приборов, напрямую видящих ориентиры (Землю или Солнце, как в данном примере), знания баллистической информации не требует. На практике, по крайней мере, по моим наблюдениям с КА Глонасс-М, Меридиан измерение, закладка баллистической информации и запуск соотв. мат. обеспечения на борту это весьма канительный и длительный процесс.

Кроме этого, существуют и другие проблемы, особенно при проведении начальных режимов гашения угловых скоростей после отделения от РН и нач. ориентации на Солнце. Тут надо гарантировать (подтверждать документально  :!: ), что:
1. Облака газа после работы мощного двигателя РН, выбросы топлива, отделяемые элементы, сама последняя ступень или РБ, осколки пиросредств и иной мусор не попадет в поле зрения и не нарушат работу ПЗВ.
2. Струи газа от работы двигателей ориентации самого КА с учетом его относительно быстрого вращения не попадут в поле зрения ПЗВ.
3. Исключить ситуацию, при которой в поле зрения прибора будут попадать Солнце, Земля, Луна в широком диапазоне их взаимного расположения. Это невероятно сложный вопрос, если после отделения от РН аппарат беспорядочно кувыркается.
4. Гарантировать наличие на борту баллистической информации и работоспособность вычислительных средств практически уже в момент отделения.

Вообще, при практической разрабоке КА с широкоугольным ПЗВ одна из самых тяжелых проблем, как ни странно на первый взгляд, это куда эти ПЗВ ставить. Особенно, если на аппарате установлены крупногабаритные антенны, панели СБ и т. п.
Всем пользователям нравится это сообщение.

Moriak


Feol

Я про БОКЗы мало, что знаю. Но, по моему, если они выдают кватернион ориентации, то по сути на выходе все тоже самое, что и у проектируемого Геофизикой прибора - ориентация изделия в геоцентрической системе координат.
Всем пользователям нравится это сообщение.

Form1

По-моему, перечисленные недостатки ПЗВ в равной степени относятся и к БОКЗ, если их сравнивать как две альтернативные системы для аппарата.
Возможно, у ПЗВ больше поле зрения (градусов 30?) - это, наверно, и приводит к проблемам с местом установки.

Кстати, а как у ПЗВ с частотой обновления информации об ориентации?
У лучших БОКЗ 8-10 Гц, насколько мне известно.

Feol

Да, ПЗВ Геофизики - это прямой конкурент БОКЗу ИКИ. Принципиально оно одно и то же. Что до частоты обновления информации, то очевидно, что её можно обеспечить практически любую в пределах пропускной способности канала обмена. Другое дело, что навряди имеет смысл делать её большей, чем частота кадров, снимаемых с ПЗС. Новой-то информации между ними не прибавится. Можно, конечно, выдавать данные с внутреннего интерполятора прибора. Но если системе ориентаци КА нужна столь частая интерполяция, то её лучше в этой системе на КА и производить. Принципиально это позволяет применять более изощренные методы фильтрации и оценки, типа наблюдателей Калмана и т. п., основанных на знании системой ориентации динамики своего КА, работы исполнительных органов, привлечения информации с других приборов и т. п.. Обработка информации в ПЗВ лишена такой возможности, ибо прибор должен быть достаточно универсальным. По этому, частота обновления информации у всех таких приборов зависит, в основном, от частоты кадров, получаемых с ПЗС. А она, в свою очередь, зависит от характеристик самой ПЗС. Поскольку применяемые ПЗС у всех примерно одного технологического уровня, то и частота обновления информации на выходе и тех и других приборов должна быть близкой.
Всем пользователям нравится это сообщение.

zyxman

а может кто-нибудь рассказать, как работала астронавигация в 60-е, когда практически не было цифровой электроники?
в смысле, как работали эти механические чудеса, хоть в общих чертах?
"Демократия, это когда царь умный, а также добрый и честный по отношению к своим холопам".
--
Удача - подготовленный успех!

Feol

Ну, например, одна из известных мне схем (самая простая, наверное) использовалась на некоторых старых стационарных связных спутниках НПО ПМ. Там стоял датчик полярной звезды. Для управления по каналу вращения вокруг направления на Землю, которое инфракарасная вертикаль, естественно, не "чувствует". Эта задача сама по себе намного проще полного определения ориентации по произвольному участку звездного неба. Датчик полярной звезды мог быть сделан почти полностью аналоговым. Он мог иметь очень небольшой угол зрения (минимум тут - это удвоенный угол отклонения полярной звезды от точного направления на Север + максимальная погрешность системы ориентации + запасики). То есть, достаточно пары градусов. Никаких механических следящих устройств в такой схеме не требуется - прибор жестко связан с КА и всегда смотрит вдоль оси вращения Земли на Север. Сигнал с прибора направляется на исполнительные органы КА по рысканью именно для удержания спутника в таком положении. Вот и все. Казалось бы. Но очень сложная проблема тут - помехоустойчивость такого прибора от попадающих в поле зрения светящихся частиц и других КА (!). На практите эту схему довольно долго пришлось отлаживать и вероятность срыва слежения за звездой осталась, к сожалению, заметно выше нуля. По этому, в дальнейшем от этой схемы управления по рысканью отказались. Возможно, до появления новых ПЗВ.
Всем пользователям нравится это сообщение.