Electrostatic Gyroscope in Spacecraft Attitude Reference Systems
https://doi.org/10.17285/0869-7035.0071
Abstract
25 years ago, the CSRI Elektropribor proposed to use a gimballess electrostatic gyroscope (ESG) in spacecraft attitude reference systems. The system called BIS-EG passed the first flight tests in 2004. By 2013, 20 such systems had been manufactured for three types of spacecraft. The flight tests and regular operation of BIS-EG revealed a number of limitations inherent in them; at the same time, calibration methods were developed and tested and the ways of improving the system accuracy and reliability were identified. As a consequence, BIS-EG was upgraded for the next generation spacecraft, and it is still in operation. Its distinctive features are higher reliability, the gyroscope of greater stability, and the possibility of in-flight calibration of its drift model. The next modification of the BIS-EG, which is under development now, must meet the requirements for higher accuracy characteristics and the need to work in the unpressurized spacecraft compartment. The stages and methods for improving the gimballess ESG and BIS-EG family systems are described, as well as the results of their operation in accordance with their purposes in different types of spacecraft.
About the Authors
B. Е. Landau
Concern CSRI Elektropribor, JSC, St. Petersburg, Russia
Russian Federation
Russian Federation
А. Белаш
Concern CSRI Elektropribor, JSC, St. Petersburg, Russia
Russian Federation
Russian Federation
С. Гуревич
Concern CSRI Elektropribor, JSC, St. Petersburg, Russia
Russian Federation
Russian Federation
С. Левин
Concern CSRI Elektropribor, JSC, St. Petersburg, Russia
Russian Federation
Russian Federation
С. Романенко
Concern CSRI Elektropribor, JSC, St. Petersburg, Russia
Russian Federation
Russian Federation
В. Цветков
Concern CSRI Elektropribor, JSC, St. Petersburg, Russia
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Buchman, S., Lipa, J.A., Keiser, G.M., Muhlfelder, B. and, Turneaure, J.P., The Gravity Probe guroscope, Classical and Quantum Gravity, 2015, vol. 32, no. 22.
2. ION Museum. Period/Dates when in use: 1978-9 to Present.
3. Elton, O.L. and Moore, J.P., Marine ESG Navigation as a Capability for the Present Navigation, Journal of the Institute of Navigation, Summer, 1973, vol. 20, no. 2, pp. 126–136.
4. История создания электростатического гироскопа. Памяти главного конструктора А.С. Анфиногенова. Санкт-Петербург: ГНЦ РФ ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2011.
5. Пешехонов В.Г. Перспективы развития гироскопии // Гироскопия и навигация. 2020. Т. 28. №2 (109). С. 3–10.
6. Ландау Б.Е. Электростатический гироскоп со сплошным ротором. Санкт-Петербург: ГНЦ РФ АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2020.
7. Буравлев А.П., Ландау Б.Е., Левин С.Л. Романенко С.Г. Модель дрейфа бескарданного электростатического гироскопа и идентификация ее параметров // Актуальные проблемы авиационных и аэрокосмических систем: процессы, модели, эксперимент. 2002. №1 (13).
8. Аванесов Г.А., Форш А.А., Бессонов Р.В., Зиман Я.Л., Куделин М.И., Залялова Р.Г. Звездный координатор БОКЗ-М и перспективы его развития // Материалы XIV Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. Санкт-Петербург: ЦНИИ «Электроприбор», 2007. С. 199–205.
9. Кирилин А.Н., Аншаков Г.И., Ахметов Р.Н., Сторож А.Д. Космическое аппаратостроение. Научно-технические исследования и практические разработки АО «РКЦ «Прогресс». Самара, 2017.
10. Ландау Б.Е., Романенко С.Г., Демидов А.Н. Способ калибровки бескарданной инерциальной системы на электростатических гироскопах в условиях орбитального полета. Патент РФ №2677099 от 15.01.2019.
11. Ландау Б.Е., Емельянцев Г.И., Левин С.Л., Романенко С.Г., Гуревич С.С., Одинцов Б.В. Основные результаты разработки и испытаний системы определения ориентации на электростатических гироскопах для низкоорбитальных космических аппаратов // Гироскопия и навигация. 2007. №2 (57). С. 3–12.
12. Ландау Б.Е., Гуревич С.С., Емельянцев Г.И., Левин С.Л., Романенко С.Г. Калибровка погрешностей бескарданной инерциальной системы на ЭСГ в условиях орбитального полета // Гироскопия и навигация. 2010. №1 (68). С. 36–46.
13. Ландау Б.Е., Белаш А.А., Гуревич С.С., Емельянцев Г.И., Левин С.Л., Романенко С.Г. Бескарданная инерциальная система на электростатических гироскопах для орбитальных космических аппаратов и особенности ее математического обеспечения // Изв. вузов. Приборостроение. 2011. Вып. 6. С. 66–75.
14. Ландау Б.Е., Левин С.Л, Гуревич С.Г., Емельянцев Г.И., Завгородний В.И., Романенко С.Г., Одинцов Б.В. Наземная отработка методики полетной калибровки БИСО на ЭСГ для орбитальных космических аппаратов с произвольной ориентацией, 19th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, 2012, pp. 127–135.
15. Егоров А.В., Ландау Б.Е., Левин С.Л., Романенко С.Г. Движение ротора бескарданного электростатического гироскопа в условиях орбитального полета космического аппарата // Гироскопия и навигация. 2011. №4(75). С. 63–75.
16. Буравлев А.П., Кузин В,М., Ландау Б.Е., Сумароков В.В. Бескарданный электростатический гироскоп с подвесом на двойных электродах. Реферат доклада // XXVI конференция памяти Н.Н.Острякова. СПб., 2008. С. 17–18.
17. Yulmetova, O.S., Scherbak, A.G., Contrast image formation based on thermodynamic approach and surface laser oxidation process for optoelectronic read-out system, Optics and Laser Technology, 2018, vol. 101, pp. 242–247.
Review
For citations:
Landau B.Е., , , , , Electrostatic Gyroscope in Spacecraft Attitude Reference Systems. Giroskopiya i Navigatsiya. 2021;29(3):69-79. (In Russ.) https://doi.org/10.17285/0869-7035.0071
Views:
13
Email this article 