gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya / Gyroscopy and Navigation0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»FAMRVUgyroscopy-143Research ArticleСтатьиДекомпозированный алгоритм оценивания параметров движения космического аппарата по информации аппаратуры спутниковой навигацииDecomposed Algorithm for Spacecraft Motion Parameters Estimation by GNSS Datahttps://orcid.org/0000-0001-5628-248XГолованА. А.GolovanA. A.

Голован Андрей Андреевич. Доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией управления и навигации. Действительный член международной общественной организации «Академия навигации и управления движением»

Москва

Moscow

МарковИ. М.MarkovI. I.

Марков Илья Михайлович. Инженер 2-й категории

Москва

Moscow

СоловьевИ. В.Solov’evI. V.

Соловьев Игорь Валерьевич. Кандидат технических наук, начальник отдела

Москва

Moscow

ШатскийМ. А.ShatskiiM. A.

Шатский Михаил Александрович. Кандидат технических наук, доцент, заместитель генерального конструктора

Москва

Moscow

МГУ им. М.В. ЛомоносоваРоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian FederationМОКБ «Марс» − филиал ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова»РоссияMoscow Experimental Design Bureau MOKB Mars – Branch of Dukhov Russian National Research Institute of AutomationRussian Federation2025300720253323247Copyright © Голован А.А., Марков И.М., Соловьев И.В., Шатский М.А., 20252025Голован А.А., Марков И.М., Соловьев И.В., Шатский М.А.Golovan A.A., Markov I.I., Solov’ev I.V., Shatskii M.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/143

Рассматривается метод оценивания траекторных параметров движения космического аппарата (КА) путем комплексирования измерительной информации аппаратуры спутниковой навигации и данных, полученных при помощи бортовых алгоритмов баллистического прогноза движения. Традиционные подходы к решению задачи основаны на использовании фильтра Калмана для определенмя координат и вектора скорости КА, при этом к бортовым алгоритмам навигации предъявляется требование о минимизации вычислительной нагрузки на бортовой компьютер. Предлагается способ декомпозиции бортового фильтра на три параллельно работающих фильтра второго порядка, существенно сокращающий вычислительную нагрузку при работе алгоритма практически без потери точности вычислений.

This article discusses the problem of estimating spacecraft trajectory parameters based on data provided by a GNSS (Global Navigation Satellite System) receiver and onboard spacecraft motion prediction algorithms. The traditional approach to solving the mentioned problem relies on Kalman filtering techniques for estimating the spacecraft’s coordinates and velocity. The navigation algorithms in the onboard computer must meet the technical requirements for maximum reduction in computational load. The paper proposes a method of decomposition for onboard integration algorithm using three parallel secondorder filters. This algorithmic approach significantly reduces the computational load of the algorithm, while maintaining accuracy. The main goal of this paper is to design a decomposed algorithm for estimation problem posed.

навигациядекомпозированный алгоритмкосмический аппаратспутниковая навигацияnavigationdecomposed algorithmspacecraftGNSS-based navigationReferencesАншаков Г.П., Голяков А.Д., Петрищев В.Ф., Фурсов В.А. Автономная навигация космических аппаратов. Самара: ГНП РКЦ «ЦСКБ-Прогресс», 2011. 569 с.Аншаков Г.П., Голяков А.Д., Петрищев В.Ф., Фурсов В.А. Автономная навигация космических аппаратов. Самара: ГНП РКЦ «ЦСКБ-Прогресс», 2011. 569 с.Михайлов Н.В. Автономная навигация космических кораблей с использованием GPS // Гироскопия и навигация. 2008. №1. С. 3–21.Михайлов Н.В. Автономная навигация космических кораблей с использованием GPS // Гироскопия и навигация. 2008. №1. С. 3–21.Михайлов Н.В. Автономное определение параметров орбиты искусственных спутников Земли с использованием спутниковых радионавигационных систем // Гироскопия и навигация. 2010. №4. С. 41–52. DOI: 10.17285/0869-7035.2014.22.4.016-033.Михайлов Н.В. Автономное определение параметров орбиты искусственных спутников Земли с использованием спутниковых радионавигационных систем // Гироскопия и навигация. 2010. №4. С. 41–52. DOI: 10.17285/0869-7035.2014.22.4.016-033.Тучин Д.А. Автономное определение параметров движения околоземного космического аппарата по измерениям спутниковых навигационных систем: дис.... канд. физ.-мат. наук: 01.02.01 / Тучин Денис Андреевич. М., 2004. 111 с.Тучин Д.А. Автономное определение параметров движения околоземного космического аппарата по измерениям спутниковых навигационных систем: дис.... канд. физ.-мат. наук: 01.02.01 / Тучин Денис Андреевич. М., 2004. 111 с.Yoon, Y.T., Eidener, M., Yague-Martinez, N., Montenbruck, O., TerraSAR-X precise trajectory estimation and quality assessment, Geoscience and Remote Sensing, IEEE Transactions, 2009, vol. 47, no. 6, pp. 1859–1868, doi:10.1109/TGRS.2008.2006983.Yoon, Y.T., Eidener, M., Yague-Martinez, N., Montenbruck, O., TerraSAR-X precise trajectory estimation and quality assessment, Geoscience and Remote Sensing, IEEE Transactions, 2009, vol. 47, no. 6, pp. 1859–1868, doi:10.1109/TGRS.2008.2006983.Голован А.А., Парусников Н.А. Математические основы навигационных систем. Ч. II. Приложения методов оптимального оценивания к задачам навигации / изд. 2-е, испр. и доп. М.: МАКС Пресс, 2012. 172 с.Голован А.А., Парусников Н.А. Математические основы навигационных систем. Ч. II. Приложения методов оптимального оценивания к задачам навигации / изд. 2-е, испр. и доп. М.: МАКС Пресс, 2012. 172 с.Valldao, D.A., McClain, W.D., Fundamentals of Astrodynamics and Applications, McGraw-Hill, 1997, doi: 10.17285/0869-7035.00104.Valldao, D.A., McClain, W.D., Fundamentals of Astrodynamics and Applications, McGraw-Hill, 1997, doi: 10.17285/0869-7035.00104.Голован А.А., Моргунова С.Н., Соловьев И.В., Шатский М.А. Декомпозированный алгоритм оценки ориентации космического аппарата в режиме астрокоррекции // Гироскопия и навигация. 2022. №4 (119). С. 71–86.Голован А.А., Моргунова С.Н., Соловьев И.В., Шатский М.А. Декомпозированный алгоритм оценки ориентации космического аппарата в режиме астрокоррекции // Гироскопия и навигация. 2022. №4 (119). С. 71–86.Gelb, A., Applied Optimal Estimation, The M.I.T. PRESS, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, and London, England, 2001.Gelb, A., Applied Optimal Estimation, The M.I.T. PRESS, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, and London, England, 2001.Grewal, M.S., Andrews, A.P., Kalman Filter: Theory and Practice, John Wiley & Sons, Inc., 2001.Grewal, M.S., Andrews, A.P., Kalman Filter: Theory and Practice, John Wiley & Sons, Inc., 2001.Kailath, T., Sayed A.H., Hassibi, B., Linear Estimation, Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall, 2000.Kailath, T., Sayed A.H., Hassibi, B., Linear Estimation, Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall, 2000.Параметры Земли 1990 года (ПЗ-90.11). Справочный документ. М., 2014.Параметры Земли 1990 года (ПЗ-90.11). Справочный документ. М., 2014.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.