Methods of Autonomous Navigation in Manned Space Missions and Testing the Technique of Orbit Parameters Determination by Images of the Earth in the Vector-T Experiment on ISS
EDN: OQNRPV
Abstract
Development of autonomous navigation methods is particularly related to the moon expeditions planned in the 60-ies of the last century. Later these methods were tested on board orbital stations Salyut, Mir and the International Space Station (ISS) within the Vector-T experiment. The article considers one of the lines of this experiment – determination and correction of the ISS position by the images of the Earth surface taken by onboard photospectral system. The authors provide an example of using the technique tested during the Vector-T experiment to determine the automatic station Luna-255 position by the moon image taken from it.
About the Authors
M. Yu. BelyaevRussian Federation
Korolev
Moscow region, Mytischi
P. A. Borovikhin
Russian Federation
Moscow region, Korolev
D. Yu. Karavaev
Russian Federation
Moscow region, Korolev
References
1. Пешехонов В.Г. Высокоточная навигация без использования информации глобальных навигационных спутниковых систем // Гироскопия и навигация. 2022. Т. 30. №1(116). С. 3–11. DOI 10.17285/0869-7035.0084.
2. Гаушус Э.В., Зыбин Ю.Н., Легостаев В.П. Автономная навигация и управление орбитальной станцией «Салют-7» // Космические исследования. 1986. Т. 24, вып. 6. С. 844–864.
3. Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королёва. Москва: РКК «Энергия» им. С.П. Королёва, 1996. 671 с.
4. Belyaev, M.Yu., Rulev, D.N., Matveeva, T.V., Sazonov, V.V., Foeckersperger, S., Frank, H., Paeffgen, W., Experience of investigations performed with the help of navigation system aboard the research Priroda module on the Mir Space station, 9th Saint Petersburg international conference on integrated navigation systems, 2002, Russia, St. Petersburg, pp. 105–110.
5. Микрин Е.А., Михайлов М.В. Ориентация, выведение, сближение и спуск космических аппаратов по измерениям от глобальных спутниковых навигационных систем. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017, 358 с.
6. Почукаев В.Н. Основные концептуальные положения баллистико-навигационного обеспечения полетов автоматических космических аппаратов. М.: Машиностроение-Полет, 2018. 156 с.
7. Аншаков Г.П., Голяков А.Д., Петрищев В.Ф., Фурсов В.А. Автономная навигация космических аппаратов. Самара: Государственный научно-производственный ракетно-космич. центр ЦСКБ-Прогресс, 2011. 486 с.
8. Белоглазов И.Н., Казарин С.Н., Косьянчук В.В. Обработка информации в иконических системах навигации, наведения и дистанционного зондирования местности. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2012. 368 с.
9. Антонушкина С.В., Гуров В.С., Егошкин Н.А. и др. Современные технологии обработки данных дистанционного зондирования Земли / под ред. В.В. Еремеева. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2015. 460 с.
10. Brouk, J.D., DeMars, K.J., Kalman Filtering with Uncertain and Asyncronous Mesurements Epochs, Navigation Journal of the Institute od Navigation, 2024, vol. 71, issue 3, doi: 10.33012/navi.652.
11. Wang, Ar., Wang, L., Zhang, Yn., Hua, Bc., Li, T., Liu, Y., Lin, Dy., Landing site positioning and descent trajectory reconstruction of Tianwen-1 on Mars, Astrodynamics, 2022, vol. 6, issue 1, pp. 69–79, doi: 10.1007/s42064-021-0121-1.
12. Chen, D., Hu, F., Zhang, Lq., Wu, Yz., Du, Jl., Peethambaran, J., Impact crater recognition methods: A review, Science China-Earth Sciences, 2024, vol. 67, issue 6, pp. 1719–1742, doi: 10.1007/s11430-023-1284-9.
13. Падалка Г.И., Ревин С.Н., Десинов Л.В. и др. Результаты мониторинга с борта РС МКС катастрофических наводнений Краснодарского края // Пилотируемые полеты в космос. 2013. № 4 (9). С. 42–59.
14. Беляев М.Ю., Боровихин П.А., Караваев Д.Ю., Сазонов В.В. Метод определения орбиты Международной космической станции по выполненным с нее снимкам поверхности Земли // Труды LIV чтений К.Э. Циолковского. Секция «Проблемы ракетной и космической техники». 2020. С. 5–16.
15. Беляев М.Ю., Боровихин П.А., Есаков А.М., Караваев Д.Ю., Рассказов И.В. Оптимизация наведения научной аппаратуры на наблюдаемые объекты в эксперименте «Ураган» на МКС // Гироскопия и навигация. 2023. Том 31. № 4(123). С. 118–137.
16. Бурдаев М.Н. О форме границ и размерах зон обзора поверхностей планет с космических аппаратов // Пилотируемые полеты в космос. 2014. №3(12). С. 71–75.
17. Микрин Е.А., Беляев М.Ю., Боровихин П.А., Караваев Д.Ю. Определение орбиты по выполняемым космонавтами снимкам поверхности Земли и Луны // Космическая техника и технологии. 2018. № 4(23). С. 88–99.
18. Maass, B., Woicke, S., Oliveira, W.M., et al., Crater Navigation System for Autonomous Precision Landing on the Moon, Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 2020, vol. 43, no. 8, pp. 1414–1431, doi: https://doi.org/10.2514/1.G004850.
19. Бобков А.В., Сюй Ян. Определение собственного положения лунного посадочного модуля по видеоизображению с использованием метода сигнатур // Инженерный журнал: наука и инновации. 2023. Вып. 5. DOI: http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2023-5-2278.
20. Жуков Б.С., Полянский И.В., Жуков С.Б. Автономная оптическая навигация на окололунных орбитах и при посадке на Луну с помощью сверхширокоугольной камеры // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. №2. С. 24–35. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-2-24-35.
21. Жуков В.М. Анализ условий, особенностей и способов выполнения операций визуально-инструментального наблюдения и фотосъемки на Луне // Пилотируемые полеты в космос. 2021. №2(39). С. 111–131. DOI 10.34131/MSF.21.2.111-131.
22. Микрин Е.А., Беляев М.Ю., Боровихин П.А., Караваев Д.Ю. Отработка на МКС технологии автономной навигации с помощью съемок экипажа для задачи облета Луны // Сборник материалов юбилейной XXV Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. СПб.: АО «Концерн ЦНИИ «Электроприбор», 2018. С. 7–13.
23. Институт космических исследований РАН [Электронный ресурс]: информ.-справочный портал. URL: https://iki.cosmos.ru/research/missions/luna-25.
24. Аванесов Г.А., Бережков А.В., Бессонов Р.В. и др. Служебная телевизионная система КА «Луна25» // Астрономический вестник. 2021. Т. 55. №6. С. 601–617.
25. Google Moon [Электронный ресурс]: информ.-справочный портал. URL: https://www.google.ru/moon/.
26. Машиностроение. Энциклопедия. T. IV-22 Ракетно-космическая техника: в 2 кн. Кн. 1 / под ред. академика РАН В.П. Легостаева; главн. ред. академик РАН К.В. Фролов. М.: Машиностроение, 2012. 925 с.
27. Боровин Г.К., Голубев Ю.Ф., Грушевский А.В. и др. Баллистико-навигационное обеспечение полетов автоматических космических аппаратов к телам Солнечной системы / под ред. д.ф.-м.н. А.Г. Тучина. Химки: АО «НПО Лавочкина», 2018. 336 с.
Review
For citations:
Belyaev M.Yu., Borovikhin P.A., Karavaev D.Yu. Methods of Autonomous Navigation in Manned Space Missions and Testing the Technique of Orbit Parameters Determination by Images of the Earth in the Vector-T Experiment on ISS. Gyroscopy and Navigation. 2024;32(4):88-104. EDN: OQNRPV
Email this article 