2 / 15
filtration, which is based on the analytically synthesized observer monitoring the
state of orbital parameters. Then the averaged data are transformed into the defined
format. The results of the numerical simulation of the International space station
motion, which were obtained at the ground test rig, are presented. These results
correspond to the data obtained during the flight tests and prove a functional
efficiency of the proposed algorithm.
Keywords
:
International space station, space experiments, Global Transmission
Services, state vector, orbital motion, dynamic filtration.
В 2007–2013 гг. Федеральное космическое агентство (Роскосмос)
совместно с Европейским космическим агентством проводили на бор-
ту Международной космической станции (МКС) научный эксперимент
Global Transmission Services 2 (GTS-2) [1, 2]. Цель этого эксперимен-
та — исследование возможностей для синхронизации различных часов
потребителей (в том числе и наручных) на Земле с временем UTC.
Ввиду того, что наручные часы имеют маломощный источник энер-
гии, для экономии последней приемник сигналов точного времени
включается только на прогнозируемые временн ´ые промежутки, когда
ожидается следующий пролет МКС над местоположением потреби-
теля. Для определения времени следующих сеансов связи с областью
текущей подспутниковой точки в аппаратуре GTS применяется модель
движения космического аппарата SGP4 (Simplified general perturbation
model) [3]. Для прогнозирования такая модель использует передавае-
мые из бортового компьютера МКС, управляющего научной аппара-
турой, один раз в 30 мин усредненные данные о положении МКС на
некоторый момент времени, близкий к текущему.
В настоящей работе создан алгоритм усреднения параметров ор-
битального движения МКС, реализованный в управляющем научной
аппаратурой компьютере, для получения данных, передаваемых в ап-
паратуру GTS.
Постановка задачи.
Навигационное обеспечение МКС в бортовом
компьютере системы управления движением и навигации для опре-
деления текущих координат МКС в пространстве использует инте-
грирование уравнений движения в инерциальной декартовой системе
координат J2000 с коррекцией от навигационного модуля приема сиг-
налов ГЛОНАСС/GPS. Таким образом, в компьютер, управляющий
научной аппаратурой, ежесекундно поступает информация о векторе
состояния МКС на момент времени
t
в инерциальной системе J2000
R
(
t
) =
X
(
t
)
Y
(
t
)
Z
(
t
)
V
X
(
t
)
V
Y
(
t
)
V
Z
(
t
)
т
(рис. 1). Ввиду
того, что измерения аппаратуры ГЛОНАСС/GPS зашумлены, поступа-
ющая информация о векторе состояния также является зашумленной.
В связи с этим имеющуюся информацию невозможно использовать
для расчета параметров кеплеровой орбиты непосредственно по теку-
щему вектору состояния. Следовательно, для вычисления параметров
кеплеровой орбиты необходимо разработать алгоритм усреднения, по-
зволяющий получать плавно меняющиеся параметры орбиты.
4 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2015. № 5