Решение задачи навигации для геостационарного космического аппарата на основе уравнений его динамики и эпизодических измерений от навигационных спутников
https://doi.org/10.17285/0869-7035.2014.22.4.016-033
Аннотация
Предлагается решение задачи навигации геостационарного космического аппарата по измерениям навигационных спутников с применением нелинейных уравнений динамики, включающих такие возмущающие факторы, как несферичность гравитационного поля Земли, притяжение Луны и Солнца, прямое солнечное давление. Решение, в котором применяется итерационный фильтр Калмана на основе UD-разложения, ориентировано на бортовую реализацию в условиях ограниченных вычислительных ресурсов. Полученные с помощью фильтра Калмана оценки текущих координат и составляющих скорости учитываются при интегрировании нелинейных уравнений движения космического аппарата до следующего момента решения. С использованием имитатора сигналов и реального приемника GPS подтверждена эффективность предложенного решения с точки зрения точностных требований к бортовой аппаратуре спутниковой навигации космического базирования при неточном знании коэффициента светового давления.
Статья по докладу на XXI С.-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам.
Об авторах
Н. В. Михайлов
ООО «Р-Нав», Университет ИТМО (С.-Петербург).
Россия
Россия
Михайлов Николай Викторович, кандидат физико-математических наук, директор. Действительный член общественного объединения «Академия навигации и управления движением».
Д. А. Кошаев
ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», Университет ИТМО (С.-Петербург).
Россия
Россия
Кошаев Дмитрий Анатольевич, доктор технических наук, ведущий научный сотрудник. Действительный член общественного объединения «Академия навигации и управления движением».
Список литературы
1. Михайлов, Н.В. Автономная навигация космических кораблей с использованием GPS / Н.В. Михайлов, В.Ф.Михайлов, М.В. Васильев // Гироскопия и навигация. - №1. - 2008. - C. 3-21.
2. Михайлов, Н.В., Чистяков, В.В. Приемники спутниковой навигации космического базирования: Архитектура и первичная обработка сигналов. - Воронеж: Научная книга, 2014. - 135 c.
3. Махненко, Ю.Ю. Экономически эффективные технологии навигации геостационарных спутников. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук.: М., 2008.
4. Чернявский, Г. М., Бартенев, B. А. Орбиты спутников связи. - М.: Связь, 1978.
5. Бартенев, В.А., Малышев, В.А. Чернявский, Г.М. Управление орбитой стационарного спутника. - М.: Машиностроение, 1984.
6. Лебедев, А.А., Бартенев, В.А., Решетнев, М.Ф. Управление и навигация ИСЗ на околокруговых орбитах. - М.: Машиностроение, 1988.
7. Montenbruck, O., Gill E. Satellite Orbits, Models, Methods and Applications, Springer Berlin Heidelberg. New York. 2000.
8. Махненко, Ю. Ю. Выбор модели движения для навигации геостационарного спутника // [Электронный журнал «Исследовано в России»»] URL: http://www.sci-journal.ru/articles/2008/092.pdf
9. Global Positioning System: Theory and Applications, Parkinson, B.W., Spliker Jr, J. J., Eds., vol. I, II, 1996.
10. Coulson, P. Srinivasan, B. J. New Techniques for Orbit Determination of Geosynchronous, Geosynchronous-Transfer, and Other High-Altitude Earth Orbiters. BEACON eSpace at Jet Propulsion Laboratory. 1997. http://hdl.handle.net/2014/22478
11. Васильев, М.В., Михайлов, Н.В., Михайлов, В.Ф., Автономное определение параметров орбиты искусственных спутников земли с использованием спутниковых радионавигационных систем // Гироскопия и навигация. - №4. - 2010. - C. 41-52.
12. Ислентев, И.Е., Гречкосеев, А.К., Кокорин, В.И. Описание изобретения к патенту RU 2325667 C1, МПК, G01S 5/12 (2006.01). Способ определения вектора состояния космического аппарата по сигналам космических навигационных систем / Патентообладатель ФГУП «Научно-производственное объединение прикладной механики им. акад. М.Ф. Решетнева». Опубликовано 27.05.2008. Бюл. №15.
13. Tapley, В.D., Schutz, B.E., Born, G.H. Statistical Orbit Determination. Elsevier Academic Press, 2004.
14. Михайлов, Н.В., Михайлов, В.Ф. Метод определения координат и скорости геостационарного космического аппарата по измерениям спутниковых навигационных систем // Успехи современной радиоэлектроники. - 2013. - C. 113-121.
15. Xu, G., Orbits. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2008.
16. Дмитриев, С.П. Высокоточная морская навигация. СПб.: Судостроение, 1991. - 224 с.
17. Степанов, О.А. Применение теории нелинейной фильтрации в задачах обработки навигационной информации. - 3-е изд. - СПб: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор», 2003. - 368 с. 368 с.
18. Ривкин, С.С., Ивановский, Р.И., Костров, А.В. Статистическая оптимизация навигационных систем. - Л.: Судостроение, 1976.
19. Bauer, F.H. et al. The GPS Space Service Volume // Proceedings of the 19th International Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation (ION GNSS 2006). PP. 2503-2514. Sept. 26-29, 2006.
20. Miller, J.J., Moreau, M. C. Enabling a Fully Interoperable GNSS Space Service Volume. Presentations from 7th Meeting of the International Committee on Global Navigation Satellite Systems (ICG-7), Beijing, China, November 2012. http://www.gps.gov/multimedia/presentations/2012/11/ICG/miller.pdf.
21. Dmitriev, S.P., Stepanov, O.A., Pelevin, A.E. Motion Control And Non-Invariant Algorithms Using The Vehicle Dynamics For Inertial-Satellite Integrated Navigation. Proceeding of 7-th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems. Russia 29-31 May, 2000 Russia, St.Petersburg.
22. Степанов, О.А. Основы теории оценивания с приложениями к задачам обработки навигационной информации. Часть 2. Введение в теорию фильтрации. – СПб.:ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор», 2012. – 368 с. 416 С.
23. Brown, R.G., Hwang, P.Y.C. Introduction to Random Signals and Applied Kalman Filtering, 2nd ed., Wiley, New York, 1992.
24. Михайлов, Н.В. Автономная навигация космических аппаратов при помощи спутниковых радионавигационных систем. - СПб.: Политехника, 2014. - 362 с.
Рецензия
Для цитирования:
Михайлов Н.В., Кошаев Д.А. Решение задачи навигации для геостационарного космического аппарата на основе уравнений его динамики и эпизодических измерений от навигационных спутников. Гироскопия и навигация. 2014;22(4):16-33. https://doi.org/10.17285/0869-7035.2014.22.4.016-033
Просмотров:
74
JATS XML
Послать статью по эл. почте 