ЗАДАЧА АВТОНОМНОГО УПРАВЛЕНИЯ КЛАСТЕРОМ МАЛОРАЗМЕРНЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ С РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ОПТИЧЕСКОЙ АПЕРТУРОЙ

© В.Ю.Клюшников
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Симпозиум
2018 г.

Ставится задача автономного управления орбитальным кластером, состоящим из нескольких десятков малоразмерных космических аппаратов (МКА) дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) с распределенной оптической апертурой при решении задачи получения изображения заданного объекта. По существу каждый МКА ДЗЗ несет фрагмент ПЗС-матрицы (-линейки), принимающей свой фрагмент заданного изображения.

Автономность достигается на основе адаптивного планирования функционирования целевой аппаратуры каждого МКА кластера при помощи мультиагентных технологий. Наземный центр управления при этом лишь выдает целеуказание на объект съемки, а наряд МКА для решения поставленной задачи и времена включения/выключения бортовой съемочной аппаратуры каждого из МКА наряда назначаются путем переговоров и взаимных уступок внутри кластера.

Задача получения изображения заданного объекта непосредственно решается путем апертурного синтеза отдельных изображений заданного участка земной поверхности, получаемых МКА ДЗЗ, входящими в состав кластера. Под апертурным синтезом в оптике понимают построение эквивалента оптической системы со сплошной апертурой, состоящего из совокупности элементов с меньшей апертурой и позволяющего получать то же разрешение, что и система с большей сплошной апертурой. Для получения субапертурных изображений, пригодных для синтеза сцены с большой апертурой, необходимо точное, синхронизированное во времени поддержание и изменение угловой ориентации МКА в кластере, а также точное удержание геометрии орбитальной структуры кластера. Подобные задачи решают при помощи роевых алгоритмов с использованием мультиагентных технологий.

Таким образом, задача автономного управления кластером МКА ДЗЗ должна ставиться и решаться на двух уровнях:

– на уровне оперативного адаптивного планирования выполнения съемки заданного района;

– на уровне управления взаимно согласованным синхронным изменением углового положения оптических осей группы МКА (части кластера) и геометрического построения МКА, параллельно решающих задачу съемки заданного района.