Комплексированная система навигации, ориентации и стабилизации малых космических аппаратов на платформе CubeSat
Введение
Создание космических аппаратов (КА) является доминирующим трендом развития космической техники в настоящее время.
В последние годы активно обсуждается тенденция снижения массы космических аппаратов (КА), выражающаяся, в том числе, в применении малых форматов КА.
В таблице 1.1 приведены классы малых космических аппаратов.
Таблица 1.1. – Классы малых КА.
Класс космических аппаратовДиапазон массФемтоспутник10 –100 г.
Пикоспутник<1кг.
Наноспутник1 – 10 кг.
Микроспутник10 – 100 кг.
Малые космические
аппараты массового диапазона 100 – 500кг.
Действительно, прогресс в миниатюризации позволяет значительно снизить массу отдельных составных частей и, как следствие, массу всего КА. Малые КА относительно недороги, легко модифицируются для решения определенной задачи, создают меньше радиопомех, обеспечивают значительное увеличение оперативности получения потребителем данных наблюдения за счет создания необходимой по численности группировки малых
Оглавление
РЕФЕРАТ
Введение
1 Обзор платформы CubeSat и ее возможности.
1.1 CubeSat1.2 Обзор средств ориентации и стабилизации космических аппаратов
1.3 Обзор современных навигационных систем.
2 Навигационная аппаратура космического потребителя. Типы и особенности
2.1 Примеры использования приемников на космическом аппарате.
2.1.1 NovAtel OEMStar3 ГНСС антенны. Типы и применение
4 Антенны используемые для CubeSat.
4 .1 Дипольные антенны.
4.2 Плоские отражательные антенны
4.3 Планарные антенны
4.4 Рупорные антенны и волноводные структуры.
5 Расчет антенн и навигационного поля. Расчет радиолиний спутниковой связи.
5.1 Обоснование выбора антенной системы.
5.2 Оценка параметров кластера
5.2.1 Расчет мощности сигнала на выходе приемной антенны
5.2.2 Оценка энергетического параметра на входе приемной антенны.
5.2.3 Расчет среднеквадратичного отклонения(СКО) радионавигационного параметра – псевдодальность6 Методы навигационных определений, используемых в СРНС
6.1 Дальномерные методы
6.2 Псевдодальномерный метод
6.3 Разностно-дальномерный метод
6.4 Решение псевдодальномерного метода при помощи метода наименьших квадратов
6.5 Описание бортовых шкал времени
7 Результаты измерений
7.1 Реализация на навигационном приемнике МНП-М7.
7.2 Общие сведения по системе в части достижимые показателей. Выбор навигационной и антенной системы
Заключение.
Сокращения, обозначения, термины и определения
Список литературы
Список литературы.
[1] – Hi-news.ru [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://hinews.ru/space/kak-ustroeny-kubsaty-cubesat.html. Дата обращения 30 мая 2020
[2] – Платформа для новых спутников успешно испытана на орбите Земли [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://top.so-bitie.ru/tehnolog/370- platforma-dlya-novyh-sputnikov-uspeshno-ispytana-na-orbite-zemli.html. Дата обращения 30 мая 2020
[3] – CubeSat Design Specification Rev. 12[Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.cubesat.org/resources. Дата обращения 30 мая 2020
[4] – Заялова О. Ю.; Разработка и исследование высокоточных регуляторов электромеханических исполнительных органов систем ориентации и стабили- зации космического аппарата дис. канд. тех. наук 2013 / Заялова О. Ю. Томский политехнический университет - 152 с.
[5] – Инерционные исполнительные органы систем ориентации космических аппаратов/ Арефьев В.П. [и др.]. Гироскопия и навигация 1995. - 50 с[6] – Создание и эксплуатация силовых гироскопов гиродинов с магнитными подшипниками на орбитальном комплексе «Мир»/ Н.Н Шереметьевский [и др.]. Электротехника. 1991. 41 с.
[7] - Шереметьевский Н.Н. Электромеханика и мирный космос. / Шереметь- евский Н.Н Электротехника. 1987. – 120 с.
[8] - Якимовский Д.О Повышение точности управления моментом двигате- ля-маховика / Д.О. Якимовский Гироскопия и навигации. – 2008. - 152 с.
[9] - АмГУ станет первым дальневосточным университетом разработавшим и запустившим свой космический аппарат [Электронный ресурс] Режим досту- па: https://www.amursu.ru/news/sobytiya/AmGU_stanet_pervy – 16.06.2020
[10]- Universite de Liege Nanosatellite Project, Oufti-1. URL: http://www.leodium.ulg.ac.be/cmsms/index.php? page =satellite (дата обращения: 04.09.2014).
[11] - Svartveit K. Attitude determination of the NCUBE satellite // NTNU. 2003. June.
[12] – Luke Winternitz, Michael Moreau, Gregory J. Boegner, Jr. NASA Goddard Space Flight Center, Steve Sirotzky. Navigator GPS Receiver for Fast A
Он подвешен на нити и поворачивает платформу аппарата вокруг оси подвеса. Алгоритмы управления разрабатываются в среде моделирования SimInTech. При работе стенда, контроллер управления работает на удалённом ПК, получая сигналы с реальных датчиков и исполнительных органов, установленных на натурном имитаторе космического аппарата, контролируя, таким образом, физические развороты платформы.
1.3 Обзор современных навигационных систем.
Существующие на данный момент системы навигации, содержат большую группировку спутников. В дальнейшем прогнозируется увеличение количества спутников и использования различных орбит (низкой и средневысотных круговых, геостационарных, высокоэллиптических), что неизбежно приведет к необходимости создания дополнительных станций. С недавнего времени для определения параметров орбит низко-высотных спутников используется приемники