ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ МКС ПО ДАННЫМ СПУТНИКОВЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ

© М.Ю.Беляев, Е.С.Медведев, Д.Н.Рулев, В.В.Сазонов
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Проблемы ракетной и космической техники"
2003 г.

Повышение точности определения и прогнозирования движения КА, а также удешевление решения этой проблемы, имеет важное значение при решении многих научных и прикладных задач. В настоящее время измерения координат КА и скорости его движения осуществляет наземный командно-измерительный комплекс (НКИК) с помощью соответствующих измерительных пунктов. Измерения проводятся с помощью радиотехнических средств, включающих аппаратуру, работающую по принципу радиолокации, фазометрических систем и доплеровского принципа измерения относительной скорости.

Измерения с помощью наземных станций осуществляются при нахождении КА в зоне видимости этой станции, например, при определении параметров движения российскими средствами используются 2–3 мерных витка. При этом на каждом витке для выполнения измерений привлекаются 2–3 наземные станции. После обработки измерений получается вектор состояния КА на определенный момент времени. Полученный вектор состояния используется в качестве начальных условий для прогнозирования движения КА. Сеансы измерений орбиты КА и, соответственно, смена начальных условий планируются 1–2 раза в неделю. Основные недостатки существующей схемы определения и прогноза движения КА при помощи наземных измерительных станций связаны с недостаточной точностью получаемых параметров движения для решения некоторых задач и сравнительно высокой стоимостью, необходимой для поддержания требуемого количества наземных измерительных станций.

Применение приемников спутниковых навигационных систем (СНС) на КА позволит снизить стоимость и повысить точность определения движения КА. Это будет обеспечено за счет выбора оптимального интервала выполнения измерений, высокой точности измерений, использования более полной модели возмущающих факторов и отказа в перспективе от использования измерений НКИК. Для выполнения высокоточного навигационного обеспечения полета МКС на российском и американском сегментах МКС установлены комплекты приемников СНС и получаемые с их помощью GPS-измерения фазового вектора МКС в составе телеметрической информации (ТМИ) поступают на Землю.

В настоящее время на МКС в рамках эксперимента «Вектор» проводится исследование возможности использования измерений СНС для определения движения станции. Данная работа представляет некоторые результаты такого исследования. Результаты проводимого исследования должны обеспечить в перспективе возможность баллистико-навигационного обеспечения КА без использования наземных измерительных станций.