Методы и алгоритмы оперативного контроля бортовых радиотехнических средств КА

• Автор: Орлов, Валерий Павлович
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 134 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОЦЕССА КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО
СОСТОЯНИЯ БОРТОВЫХ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УПРАВЛЕНИЯ КА
1.1. Анализ возможностей оперативного оценивания технического состояния
бортовых радиотехнических средств при испытаниях и эксплуатации
1.1.1. Содержание задачи целевого функционирования бортовых радиотехнических средств КА
1.1.2. Методы контроля бортовых радиотехнических средств обеспечения управления при испытаниях и эксплуатации КА
1.1.3. Особенность решения задачи оперативного контроля бортовых радиотехнических средств КА как задачи распознавания
1.1.4. Анализ перспективных программных и технических средств контроля бортовых систем КА
1.2. Анализ достоверности результата контроля при распознавании технического состояния КА
1.2.1. Оценивание зависимости наблюдаемых параметров в процессе контроля
1.1.2. Выбор признаков наблюдаемого состояния при контроле бортовых радиотехнических средств КА
1.1.3. Достоверность результата при решении задачи контроля технического состояния КА методом распознавания
1.3. Постановка задачи контроля технического состояния с использованием
нелинейного преобразования
Выводы по главе

ГЛАВА 2. ВЫБОР НЕЛИНЕЙНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ
БОРТОВЫХ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ КА
2.1. Обоснование структуры нелинейного преобразования контролируемых параметров
2.2. Решение задачи синтеза нелинейного преобразования контролируемых параметров
2.3. Оценка достоверности при контроле технического состояния бортовых радиотехнических средств КА с использованием нелинейного преобразования
Выводы по главе
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСПОЗНАВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ
СОСТОЯНИЙ БОРТОВЫХ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
3.1. Разработка алгоритмов контроля бортовых радиотехнических
средств КА
3.1.1 Алгоритм подготовки данных
3.1.2 Алгоритм сжатия контролируемых данных
3.1.3 Алгоритм распознавания изображений на базе нелинейного преобразования
3.2. Численное исследование разработанной методики с использованием аппаратуры 17Н
3.2.1 Обоснование методики моделирования
3.2.2 Численное исследование методики с использованием подсистемы функционального контроля из состава аппаратуры 17Н
3.2.3 Проведение эксперимента и обсуждение результатов
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Опубликованный в 2001 году доклад “Комиссии по оценке управленческих и организационных аспектов космической деятельности Соединенных Штатов в интересах национальной безопасности” содержал выводы о росте требований к научно-техническим программам разработки и развертывания новых типов космических средств и необходимости увеличения сроков активного существования существующих типов КА на основе модернизации.
Сложность КА, разнообразие решаемых ими задач, как следствие -контролируемых параметров и процессов, появление требований по обеспечению необходимого уровня самореконфигурации с целью обхода отказавших элементов, способность обеспечить плавную деградацию параметров, работа в режиме реального времени - вот далеко не полный перечень задач, которые необходимо решать при обеспечении приемлемого ресурса активного существования КА на орбите. Так, по данным координационного научно-исследовательского центра МО РФ (КНИЦ МО РФ) при гарантийном времени активного существования КА типа ГЛОНАСС, ГЛОНАСС-М в 36 месяцев и фактической средней наработке в 52,6 месяцев, для КА типа ГЛОНАСС-К ставится перспективная задача, чтобы срок активного существования в системе составлял 12 лет [34]. В тоже время, запущенные в 1991 и 1993 году аппараты “Метеор - 3” и “Метеор - 2”, выработав гарантийный ресурс, на сегодняшний момент выполняют целевую задачу с ограничениями - на них уже не функционируют отдельные системы и приборы. Это сказывается на качестве поступающей с аппаратов целевой информации. Перечисленные выше задачи решаются или должны решаться с привлечением аппарата контроля. На сегодняшний день в практической эксплуатации находятся системы, обеспечивающие на борту КА контроль функционирования, контроль работоспособности, диагностический и тестовый контроль, а так же элементы прогнозирующего и функционального контроля.
По отдельности эти методы в полном объеме перечисленные задачи решить не могут, требуется комбинация методов, иначе необходимо увеличивать массо-габаридные характеристики системы контроля или же на время контроля выводить КА из режима решения целевой задачи.

объединение существующих возможностей с возможностями разрабатываемого программного обеспечения и новых датчиков.
На рисунке 1.6 показано место перспективной системы поддержки работоспособности КА (СПРЛ) в архитектуре БИНС. Концепция предполагает многоуровневый подход к построению системы контроля. В перспективе она может быть использована при создании и развертывании радара и лазера космического базирования. Функции контроля должны быть распределены между следующими уровнями иерархии:
- уровень подсистемы КА;
- уровень КА;
- уровень системы в целом.
Предполагается четко разделить, какие из функций контроля должны выполняться на борту КА и на Земле. Каждый уровень контроля должен обеспечивать способность функционировать самостоятельно.
Обеспечить координацию действий по контролю работоспособности КА, выходящих за рамки компетенции КА находящегося в полете - это задача контроля на системном уровне. Область приложения-координация бортовых и наземных операций. Это включает в себя предстартовые наземные проверки, контроль за операциями по выводу па орбиту, контроль за полетными операциями. Системный уровень должен обеспечивать сбор и хранение всей информации, включая архив и базу данных о предстартовых, полетных и послеполетных операциях.
На уровне КА функции контроля могут заключатся в контроле работоспособности и состояния всех бортовых подсистем. Для этого на борту необходимо обеспечить сбор и хранение всей необходимой информации, на основе которой возможна в том числе и одновременная коррекция функционирования нескольких подсистем КА. Контроль и коррекция аномалий межподсистемных связей, обеспечение необходимого уровня самореконфигурации, оценка полетного состояния КА в целом - основные задачи контроля на уровне КА.