Проблемы внешнетраекторных измерений и их решение

Д.И. Червоный, А.В. Мильштейн, В.В. Паслен.
Донецкий национальный технический университет

Источник: Человек и космос - 2010 / Матеріали XII науково-технічної конференції молодих учених та студентів. — Днепропетровск - 2010.

Внешнетраекторные измерения предназначаются для определения параметров траекторий летательного аппарата — координат, вектора скорости, углового положения в пространстве и др. Для внешнетраекторных измерений используются радиотехнические (радиолокаторы, фазовые пеленгаторы, радиодальномеры) и оптические (кинотеодолиты, кинотелескопы, лазерные дальномеры) средства. Оптические средства внешнетраекторных измерений обладают высокой точностью, но применение их ограничено метеоусловиями, радиотехнические средства, уступая оптическим в точности, независимы от метеоусловий, имеют множество модификаций и широко используются.

Современные средства внешнетраекторных измерений характеризуются многопараметричностыо (измеряются не только координаты, но и составляющие вектора скорости, разности координат и др.). многоканальностью (обеспечиваются одним средством измерения параметров одновременно несколько летательных аппаратов), большой дальностью действия, высокими точностью, надёжностью, а также степенью автоматизации, позволяющей обрабатывать данные на ЭВМ и получать параметры траектории летательного аппарата в реальном масштабе времени. Размещение средств внешнетраекторных измерений не на земле, а на специальном самолёте — самолётном командном пункте — обеспечивает существенное расширение зоны их действия, проведение лётных испытаний летательного аппарата с измерением траектории в любых регионах страны (без создания наземной измерительной трассы). Однако это существенно ухудшает синхронизацию данных внешнетраекторных измерений и определение местоположение самолетного командного пункта в пространстве.

Целью данной работы является повышение точности определения вторичных параметров положения и движения маневрирующего космического или авиационного летательного аппарата. Поставленная цель достигается путем осуществления последовательной реализации временной (адаптивный алгоритм сглаживания) и пространственной (обобщенный метод) избыточности данных траекторной информации, полученных с несинхронизированных средств измерений (РЛС и КТС).

Развитие авиационной и космической техники ставит задачу разработки более совершенных методов обработки траекторной информации в наземных траекторных измерительно-вычислительных комплексах.

Существующие алгоритмы обработки данных внешнетраекторных измерений обладают рядом существенных ограничений:

1. не являются гибкими, чтобы автоматически приспосабливаться к случайной траектории маневрирующего космического аппарата;
2. не являются общими для широкого диапазона условий эксплуатации;
3. не удовлетворяют современным требованиям по точности;
4. не реализуют в полном объеме возможности современных ЭВМ;
5. не реализуют избыточность данных измерений.

Указанные ограничения не позволяют в полном объеме использовать информацию, получаемую от измерительных пунктов.

Мы предлагаем следующий путь решения проблемы повышения точности обработки траекторной информации:

1. реализация временной избыточности траекторной информации при помощи алгоритма адаптивного линейного оптимального сглаживания данных, и приведение данных измерений к единым моментам времени.
2. мреализация пространственной избыточности данных измерений радиолокационных и кинотеодолитных станций с помощью обобщенного метода.

Эти методы свободные от недостатков существующих простых методов обработки.

Литература

1. Знаменская А. М., Космические траекторные измерения, М., 1969.
2. Стрелец В. А., Методы и средства измерения больших длин для метрологического обеспечения систем внешнетраекторных измерений Х., 2002.