ПРИМЕНЕНИЕ БЕСПЛАТФОРМЕННОЙ ИНЕРЦИАЛЬНОЙ НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ В СОСТАВЕ ИНТЕГРИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ НАВИГАЦИИ НА АКТИВНЫХ УЧАСТКАХ ПОЛЕТА КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

ПРИМЕНЕНИЕ БЕСПЛАТФОРМЕННОЙ ИНЕРЦИАЛЬНОЙ НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ В СОСТАВЕ ИНТЕГРИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ НАВИГАЦИИ НА АКТИВНЫХ УЧАСТКАХ ПОЛЕТА КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

© А.Н.Чулин
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Проблемы ракетной и космической техники"
2004 г.

Необходимым условием точного выведения космического аппарата (КА) на заданную орбиту является наличие на борту прецизионной навигационной системы, обеспечивающей систему управления движением информацией о положении КА в реальном масштабе времени. Наиболее перспективным в настоящее время представляется применение бесплатформенных инерциальных навигационных систем (БИНС), отличающихся автономностью работы, высокой надежностью и помехозащищенностью, малыми габаритами и массой. Однако общим недостатком инерциальных навигационных систем является сохранение ими требуемой точности навигации лишь в течение ограниченного времени вследствие уходов измерительных приборов — датчиков угловой скорости и акселерометров.

Этого недостатка лишена интегрированная система навигации, обеспечивающая навигационные измерения при комплексировании данных от разных источников. В состав такой системы навигации, помимо БИНС, может входить автономная система навигации (АСН), например, астронавигационная система или спутниковая навигационная система типа GPS/ГЛОНАСС. Это комплексирование информации от двух (или более) источников включает два аспекта:

- периодическую коррекцию информации БИНС по данным АСН;

- полетную калибровку БИНС по данным АСН.

Первый способ обеспечивает минимизацию средней ошибки навигации, второй — снижение ошибки навигации на интервалах между коррекциями.

Под полетной калибровкой понимается оценка в полете систематических составляющих погрешностей БИНС и их компенсация. Это предполагает наличие на борту некоторой модели ошибок измерительных средств БИНС — датчиков угловой скорости и акселерометров — как функций времени и условий полета (величин угловой скорости, перегрузки и т. д.) с неизвестными числовыми параметрами. Для того, чтобы определить эти параметры, следует периодически оценивать уход измеренного вектора состояния КА от фактического (ошибку БИНС) по данным АСН. Решая полученную таким образом систему уравнений относительно неизвестных параметров модели ошибок, можно оценить величины систематических погрешностей и выполнить их компенсацию.

Предложенный метод комплексирования информации обеспечивает высокую точность и надежность автономной навигации и наведения КА. Его применение особенно актуально для малых КА, к которым предъявляются требования длительной автономной работы, высокой точности навигации и наведения при жестких ограничениях массы.