Спосіб адаптивного наведення антен ртс наземного автоматизованого комплексу управління космічними апаратами

Спосіб адаптивного наведення антен РТС наземного автоматизованого комплексу управлін 3 52900 4 кою смугою пропускання в умовах підвищеної заАналогічним чином за допомогою пристрою вадової обстановки. корекції програми можуть компенсуватися погрішСуть запропонованого способу полягає в наності наведення, обумовлені радіорефракцією в ступному. атмосфері, гравітаційними деформаціями ОПУ, Існуючі на сучасному етапі задачі збільшення дзеркальної системи, гідрометеорологічними чиноб'ємів і швидкості інформаційного обміну в косміниками, носячі систематичний або періодичний чних системах приводять до необхідності викорисхарактер. товування більш високих діапазонів частот радіохСистеми автосупроводу, виконані як екстревиль [5], що дозволяє при цьому забезпечити мальні автомати Фіг. 2 [1, 4] дозволяють спростити вимоги по скритності інформаційного обміну в розопромінюючу систему антен (в порівнянні з опровідувальних системах [2]. Проте із збільшенням мінюючою системою антени у разі застосування робочої частоти ширина діаграми спрямованості систем автосупроводу) на основі методу конічного (ДН) антени звужується і виникає необхідність засканування і моноімпульсного методу. Низька безпечення підвищеної якості функціонування швидкодія систем автосупроводу, виконаних на пристроїв наведення антен РТС [3]. При цьому, основі екстремальних автоматів, визначається допустима помилка наведення антен РТС не попринципом послідовного пошуку максимуму сигнавинна перевищувати величини (для антени з палу, що приймається, по кожній осі (на відміну від раболічним рефлектором) десятих часток ширини паралельного при традиційних методах автосупДС по рівню половинної потужності [3]. Окрім цьороводу), закладеним в цю систему, і інерційністю го, на якість функціонування РТС істотний вплив важких антенних систем земних станцій, що принадають нелінійні інерційні процеси, що виникають водить до достатньо великого часу відпрацювання в антенних пристроях, які також приводять до зниелектричним приводом системи одиничного кроку. ження точності наведення антен радіотехнічних Інерційність, у свою чергу, пояснюється вузькопосистем. лосністю системи авторегулювання стежачого Принцип дії існуючих систем пеленгації засноприводу і, як наслідок, великим часом перехідного ван на порівнянні фактичного напряму променя з процесу [4]. Застосування ж широкосмугових сиснапрямом приходу сигналу з КА. За наявності потем приводу приводить до труднощів практичної милки наведення в системі виробляються різницереалізації таких систем, оскільки це означало б ві сигнали. Напруги і фази цих сигналів відповідапідвищення частоти зрізу системи, що значно ють проекціям величини кутової погрішності на ускладнює забезпечення умов стійкості при збенапрями осей опорно-поворотного пристрою реженні високого коефіцієнта посилення в системі, (ОПП), щодо яких здійснюються повороти антени необхідного для збереження допустимої величини [6, 7]. Вказані сигнали подаються на виконавчі помилки стеження [6]. пристрої, які виробляють команди, запускаючі елеНайбільш ефективна пеленгація, що базується ктроприводи ОПП антени у відповідному напрямі. на використовуванні діаграми спрямованості антеУ міру обертання антени різниця у напрямі промени, що наводиться. В цьому випадку виключаютьня і напрямі приходу сигналу з КА зменшується. ся помилки, пов'язані з неточностями у визначенні При цьому зменшуються і сигнали помилки. При фактичного напряму променя антени [2, 3]. Основдеякому значенні погрішності в наведенні променя ними джерелами вказаних помилок є деформація різницеві сигнали помилки по осях стають менше конструкцій антени під впливом: гравітаційних сил заданої величини, і виконавчі пристрої виробляпри різних кутах місця; вітрового натиску при посють команди зупинки електроприводів ОПУ. При тійній швидкості вітру або при поривах вітру; неодповторній появі помилки наведення весь цикл понорідного розігрівання сонячним випромінюванвторюється. Найпоширенішими на сучасному етапі ням; змін навантаження при обмерзанні; використовують методи програмного наведення, інерційних сил при прискореннях [6]. Крім того, при метод автосупроводу за принципом екстремальпеленгації за допомогою власної діаграми спрямоних автоматів, методи екстремального регулюванваності виключаються помилки, що викликаються ня [3]. виробничими і монтажними допусками, а також Оскільки режим програмного наведення поляпомилки, що виникають при видачі і відпрацювангає в здійсненні переміщення ДН антени за проня команд сервоприводами [6, 7]. грамою відповідно до траєкторії руху КО, то при Крім перерахованих, в порівнянні з режимом цьому управляючі сигнали обчислюються і форпрограмного наведення, тут виключається ще одмуються в реальному масштабі часу в програмнона помилка: напрям на КО визначається по сигнаму пристрої на підставі апріорних даних про рух лу бортового маяка або зв'язному сигналу, тому КО (див. Фіг. 1). Поточні координати наведення виключається помилка в прогнозуванні координат. антени, розраховані пристроєм програмного навеЯкість уточнення параметрів орбітального рудення, дають прогнозований напрям на КО. ху об'єкту багато в чому залежить від точності інФактичний напрям на КА відрізняється від проформації вимірювальних засобів. Для РТС НАКУ гнозованого цілим поряд чинників, унаслідок чого КА помилка наведення по азимуту і куту місця випрогнозовані координати є неточними. Після викозначатися виразом [5] нання траєкторних вимірювань і уточнення коор0,5 , динат КА в програму за допомогою пристрою ко(1) ДВh рекції програми вводяться поправки у вигляді Km приростів координат, швидкості або зсуву на деДс який часовий інтервал [7]. де - помилка наведення антенної системи; 5 52900 6 КА вузькою ДС. У разі зриву стеження на (15) кро0,5 - ШДН по рівню половинної потужності; ці, (12) крок здійснює перехід на (10) крок алгоритДв - динамічний діапазон приймача; му і, відповідно алгоритм повторюється. На (16) Дс - динамічний діапазон стежачої системи; кроці алгоритму проводиться контроль роботи Кm - коефіцієнт, що характеризує крутизну сигсистеми наведення і уточнення координат КА (17) налу помилки, залежний від типу системи вияв[8]. лення (для моноімпульсної системи [6] Кm =1,57). Зважаючи на досить високі вимоги до точності Зважаючи на вузькість променя параболічних вирішення балістико-навігаційного забезпечення, антен НАКУ КА, помилка наведення антени не визначення параметрів орбіти і управління рухом повинна перевершувати десятих доль ширини ДС антени вимагає додаткового об'єму устаткування по рівню половинної потужності і визначається на наземній станції, яка складається з систем грувиразом [6]: бого наведення (що використовує широку ДС), доп (0,1 0,25) 0,5 , (2) точного наведення (вузька ДС) і автоматичного супроводу. Якість функціонування вказаних сисде 0.5 - ШДС по рівню половинної потужностем крім того істотно залежить як від наявності ті, дорівнює бортових маяків, так і від деформацій параболіч3 4,2 10 ної антени. , 0,5 Запропонований підхід до рішення поставлеD 3 ної задачі дозволяє забезпечити супровід КА в 4,2 10 - коефіцієнт для параболічної антени умовах впливу випадкових помилок в програмі [6]; управління АС, деформаціях антени, вітрових на- робоча довжина хвилі; вантаженнях, сонячного нагріву та ін. [6, 9]. D - діаметр дзеркала; Алгоритм роботи за допомогою описаних сис' - розмірність ширини ДС в кутових хвилинах; тем дозволяє здійснити контроль параметрів руху h - відношення сигнал-шум по потужності. КА на перших же витках польоту, що дозволяє За даних умов функціонування РТС НАКУ, визначно підвищити якість уточнення початкових рішення завдань визначення параметрів орбіт КА умов орбіт КА, які повільно змінюються. пропонується здійснювати з використанням відоДжерела інформації: мого [7] адаптивного методу наведення антен 1. Белянский П.В., Сергеев Б.Г. Управление РТС. наземными антеннами и радиотелескопами, - М: На (1) кроці розраховуються цілевказівки (ЦВ) Сов.радио, 1980.- 280с. по початковим умовам каталогів пріоритетних КА. 2. Крэсснер Г.Н., Михаэлс Дж.В. Введение в Наступним кроком (2) здійснюється прогнозування системы космической связи / Пер. с англ. под ред. положення об'єкту і розрахунок програми навеМ.Г. Крошкина и В.В. Маркова.- М.: Связь, 1967.дення антени (3) в точку небесної сфери очікува392с. ної появи КА. Четвертим кроком для захоплення 3. Дитц Р.Х. Система связи и слежения космиКА пропонується використовувати широку ДС, де ческой станции // ТИИЭР. - 1987. - Т.75. №3. при входженні апарату в зону дії АС відбувається C.118-132. його виявлення, і система наведення антени 4. Покрас A.M., Цирлин В. М., Кудеяров Г.Н. (СНА) на (5) кроці проводить порівняння рівня сигСистемы наведения антенн земных станций спутналу h, що приймається, з пороговим hеф. При виниковой связи. - М.: Связь, 1978. - 152с. конанні даної умови СНА на (7) кроці здійснює за5. Корсунский Л.Н. Распределение радиоволн хоплення супутника. Якщо рівень сигналу, нижче при связи с искусственными спутниками Земли. за порогове значення, (6) крок перекладає систему М.: Сов. радио, 1971, - 208 с. на виконання (4) кроку. На (8) кроці порівнюються 6. Кравец В.Г., Любинский В.Е. Основы управсигнал що приймається і порогові сигнали з подаления космическими полетами. - М.: Машинострольшим підстроюванням системи наведення антени ение, 1983. - 224 с. в максимуму діаграми спрямованості на КА. У разі, 7. Радиотехнические системы передачи инколи рівень сигналу нижче порогового, (6) крок формации / В.А. Борисов, В.В. Калмыков, Я.М. перекладає систему на виконання (4) кроку. ДосяКовальчук та ін./ Под ред. В.В. Калмыкова. - М.: гши виконання умови енергетичних співвідношень Радио и связь, 1990. - 304 с. на (10) кроці відбувається перехід з широкої ДС на 8. Ломоносов С.Е. Подход к повышению точвузьку, і СНА здійснює захоплення вузькою ДС. ности наведения антенных систем радиотехничесНаступним кроком (11) здійснюється перевірка ких средств контроля космического пространства // рівня сигналу, що приймається, і, у разі негативноСистеми управління, навігації та зв'язку - Київ: ДП го рішення, (12) крок алгоритму перекладає систе«Центральний науково-дослідний інститут навігації му на виконання (9) кроку. Якщо рівень сигналу та управління. - 2009: - Вип. 1(9) - С.27-29. вище порогового, (13) кроком система наведення 9. Чердынцев В. А. Радиотехнические систеантеною виводить максимум головної пелюстки мы. - Минск.: Вышэйшая школа, 1988. - 369 с. ДС, після чого (14) кроком проводиться супровід 7 52900 8 9 52900 10 11 Комп’ютерна верстка М. Мацело 52900 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601