ПОДХОД К ОПЕРАТИВНОЙ ОЦЕНКЕ ОБОБЩЕННОЙ НАБЛЮДАЕМОСТИ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ В ЗАДАЧАХ НАВИГАЦИОННО-БАЛЛИСТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ТЕОРИИ УЛЬТРАСИСТЕМ

© В.В.Бетанов, А.А.Недогарок
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и механика космического полета"
2015 г.

Наблюдаемость —свойство динамической системы, определя-ющее возможность восстановления её вектора состояния из выходных параметров. Определение вектора состояния (ОВС) космических аппа-ратов (КА) производится в технологическом цикле (ТЦ) навигационно-баллистического обеспечения (НБО). Он включает применение разнообразных математических методов, сопровождающихся аппаратными вычислительными особенностями, процессами человеко-машинного взаимодействия и другими процессами. Каждый отдельный фактор вносит искажение в исходную информацию об объекте наблюдения, что, в конечном итоге, может привести к невозможности оценки вектора состояния КА по располагаемым данным и потере корректности задачи ОВС.

В данных условиях традиционная калмановская формулировка наблюдаемости не учитывает многообразие искажающих факторов и их совместное влияние на наблюдаемость динамической системы, и её использование неэффективно в современных задачах НБО.

Для учёта совокупности возмущающих факторов ТЦ НБО фор-мулировка задачи, средства и методы, а также системные свойства среды объединяются в понятие объект-системы (ОС) «задача НБО – инструмент решения НБО». Для данной ОС оценивается т.н. обобщён-ная наблюдаемость.

В работе предлагается подход к формализации и оценке обоб-щённой наблюдаемости ОС на основе теории ультрасистем А.В. Чечкина. Рассмотрены примеры оценки обобщённой наблюдае-мости вектора состояния КА с учётом линеаризации модели движения и модели наблюдателя, ограниченности выборки измерений и накоп-ления погрешностей вычисления с плавающей точкой по стандарту IEEE-754. Составлен ультраоператор для оценки обобщённой наблю-даемости.

Введение понятия объект-системы и использование теории уль-трасистем при формализации и оценке обобщённой наблюдаемости позволяет:

– выработать теоретические подходы для автоматизации и по-вышения оперативности решения задач НБО в современных условиях высокой нагруженности измерительных, вычислительных средств НБО и средств связи;

– оптимальным образом составлять план измерений текущих навигационных параметров КА;

– прогнозировать наблюдаемость решаемой НБО-задачи и качество получаемого решения уже на ранних этапах технологического цикла.