Формирование облика резервного контура интегрированной системы навигации и определения ориентации малого искусственного спутника Земли

• Автор: Белоусов, Илья Александрович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 133 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

В.1 Автономная навигация ИСЗ

В.2 Состояние и тенденции развития спутниковых систем

В.З Краткая характеристика диссертационной работы

1. ПОСТАНОВКА ТЕХНИЧЕСКОЙ ЗАДАЧИ

1.1 Варианты построения интегрированной системы.

1.2 Структура резервного контура

1.3 Анализ неконтролируемых факторов сопровождающих работу резервного

контура
1.4 Метод исследования работоспособности интегрированной системы.
1.5 Выводы по главе 1
2. ФОРМИРОВАНИЕ СОСТАВА МОДЕЛЕЙ И АЛГОРИТМОВ РЕЗЕРВНОГО ОПТИКОЭЛЕКТРОННОЙ КОНТУРА ИНТЕГРИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ НАВИГАЦИИ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОРИЕНТАЦИИ.
2.1 Математическая модель движения центра масс ИСЗ
2.2 Математическая модель движения вокруг центра масс ИСЗ
2.3 Математические модели измерений
2.4 Алгоритмы обработки угловых измерений
2.5 Исходные данные моделирования резервного контура
2.6 Результаты моделирования
2.7 Выводы по главе
3. ФОРМИРОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ И АЛГОРИТМОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЖИМОВ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ РЕЗЕРВНОГО КОНТУРА В СОСТАВЕ ИНТЕГРИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ
3.1 Математические модели и алгоритмы
3.2 Исходные данные дтя моделирования
3.3 Результаты комплексирования основного и резервного контуров
3.4 Результаты моделирования активной системы стабилизации
3.5 Результаты моделирования блока обработки изображения
3.6 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


После этого прогноза проведение измерений, основанных на распознавании наземных ориентиров, будет невозможно из-за несовпадения эталонного изображения, выбираемого по результатам прогноза движения ИСЗ, с текущим изображением. Еще одной особенностью системы, рассмотренной в [], является требование о наличии на борту цифровой карты подстилающей поверхности или каталога наблюдаемых ориентиров. Эта особенность связана с методом формирования измерений и свойственна для любых вариантов указанной системы. В дополнение к трудностям формирования каталога, описанным в [], необходимо заметить, что размер такого каталога зависит от множества факторов (векторный или растровый вид эталонов, разрешение, глубина цвета, контурные или площадные ориентиры, и т. При самых скромных требованиях и самых компактных методах описания ориентиров и хранения эталонных изображений размер базы данных будет достигать сотен мегабайт, причем, чем выше требуется точность навигации, тем больше должен быть каталог. Еще одним препятствием на пути формирования бортового каталога ориентиров может стать доступность и стоимость снимков земной поверхности, на основе которых будут создаваться эталонные изображения. Этот фактор может повлиять на стоимость системы в целом или привести к неравномерному распределению по земной поверхности зон наблюдения, содержащих ориентиры, что, в свою очередь, скажется на неравномерности проведения измерений и конечной точности навигации. Учитывая эти факторы, представляется очевидным, что не всегда возможно сформировать бортовую базу наземных ориентиров, удовлетворяющую заданным требованием. Поэтому в данной работе рассматривается схема функционирования резервного контура, позволяющая решать задачи навигации и определения ориентации без использования или с использованием ограниченной бортовой базы ориентиров, а именно схема, использующая обработку нескольких текущих (пакета) изображений []. Возможно построение системы автономной навигации с использованием камеры и одного или двух широкопольных звездных датчиков, при этом достаточно использовать лишь один распознанный ориентир. Однако, введение в систему звездного датчика (дорогостоящего прибора предназначенного специально для определения ориентации) с целью решения только задачи навигации представляется неоправданным. Очевидно, что наличие на борту ИСЗ какой-либо системы определения ориентации необходимо в любом случае для ориентации целевой аппаратуры и обеспечения требуемой точности обработки изображений. Заметим, что на основе одного или двух звездных датчиков, возможно построение самостоятельной системы навигации и определения ориентации []. Землю информации при увеличении ее эффективности и информативности (за счет проводимой на борту обработки изображений). При этом к бортовой аппаратуре предъявляются минимальные дополнительные требования, поскольку интегрированная система предполагает наличие бортового вычислительного комплекса повышенной мощности, способного обрабатывать изображения в реальном масштабе времени. Заметим, что во многих случаях он уже имеется на оснащенных аппаратурой наблюдения земной поверхности ИСЗ, где используется для решения целевых задач. ИСЗ, которые имеют на борту аппаратуру наблюдения земной поверхности, работающую в качестве полезной нагрузки. Однако, несмотря на перечисленные недостатки, рассматриваемая технология автономной навигации представляется весьма перспективной. Дело в том, что часть недостатков фактически представляет собой ограничения на использование рассматриваемого метода, присущие в той или иной степени любой технологии. Другая часть недостатков, связанная с точностью, может быть преодолена. На сегодняшний момент область электроники, связанная с устройствами получения цифрового изображения, переживает значительный рост, что проявляется в появлении высокоточных чувствительных элементов с невысокой стоимостью. Можно предположить, что в самом ближайшем будущем зависимость точности навигации по наземным ориентирам от аппаратуры получения изображения будет играть второстепенную роль.