ИСТИНА

Для анализа работы бортовых измерительных систем космического корабля (КК) и орбитальной станции (ОС), работающих во время сближения и стыковки, необходима информация о фактической траектории движения КК относительного ОС. Для решения задачи анализа определения параметров относительного движения радиолокационным методом удобно использовать представление траектории как траектории КК в связанной системе координат ОС. Такое представление наиболее удобно при анализе работы измерительных средств, жестко связанных с ОС. В настоящее время большинство КА (в том числе ОС и КК) комплектуются мо-дулями автономной системы навигации (АСН), которые используют данные глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) таких как GPS или ГЛОНАСС. Использование данных АСН для определения траектории движения широко ис-пользуется в современных космических аппаратах. Например, GPS использовался для определения движения во время сближения и стыковки с МКС [1-2] КК ATV – грузового корабля Европейского космического агентства (ЕКА), используется для контроля орбиты в аппаратах формата CubeSat [3], также стоит как вспомогательная система навигации во многих автоматических космических аппаратах [4]. АСН на основе ГНСС может использоваться в режиме реального времени определения траектории движения КА. В этом случае может применяться калмановская фильтрация [5]. Также данные АСН могут использоваться для постполетного анализа, в этом случае применяются методы на основе метода наименьших квадратов (МНК). В [6] используется МНК для восстановления траектории движения Международной космической станции (МКС) на длинных временных промежутках с использованием модели движения, учитывающей изменяющуюся площадь миделева сечения станции во время полета. В монографии [7] дается описание алгоритма оценки параметров движения КА и ОС во время стыковки при помощи фильтра Кальмана, но отмечается что на ближнем участке (менее 200 м) использование навигационных систем для механической стыковки невозможно из-за ошибок определения положения КА и ОС. Применение МНК дает ошибку определения положения не более 10 метров для станции. Такую же точность можно получить для КК на участках траектории, где движение является невозмущенным. Но во время сближения и стыковки КК совершает маневры, суммарное изменение скорости может составлять до 100 м/c, поэтому метод восстановления траектории для невозмущенного движения не применим. В настоящей работе предлагается алгоритм восстановления траектории орбитального движения маневрирующего КК по данным АСН и информации о временах начала и длительности импульсов. Также предлагается алгоритм восстановления траектории сближения КК с ОС и использованием данных АСН ОС и АСН КК, а также телеметрической информации (ТМИ) о расходе топлива КК. Предлагаемые алгоритмы реализованы в виде программного комплекса, который применяется для построения траекторий сближения 7 грузовых и транспортных КК «Союз» и «Прогресс». Приводятся оценки погрешностей на разных участках траектории. Литература 1. Gonnaud J.L., PascalV. ATV Guidance, Navigation and Control for Rendezvous with ISS // Spacecraft Guidance, Navigation and Control Systems, Proceedings of the 4th ESA International Conference, 1999. pp. 501-510. 2. Martín-Mur T.J., Dow J.M., Garcia Maritinez C. Absolute &relative navigation of spacecraft using GPS: The ATV rendezvous pre-development flight demonstrations // Space Flight Dynamics, Proceedings of the 12th International Symposium held 2-6 June 1997 in Darmstadt, Germany, Jun 1997. pp. 93-96. 3. Lantto S., Gross J.N. 2018 AIAA Modeling and Simulation Technologies Conference // Precise Orbit De-termination Using Duty Cycled GPS Observations. 2018. P. 1393. 4. Микрин Е.А., Михайлов М.В. Навигация космических аппаратов по измерениям от глобальных спутниковых навигационных систем. Москва: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017. 344 с. 5. Wesam E.M. Kalman filter implementation for small satellites // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Vol. 211, 2017. 6. Сазонов Вас.В. Сравнение двух моделей силы аэродинамического торможения для определения орбитального движения МКС // Матем. моделирование, Vol. 32, No. 10, 2020. pp. 77-90. 7. Брагазин А.Ф. Управление сближение космических аппаратов (навигация, наведение, коррекция движения). Королев: РКК "Энергия", 2018. 472 с.