2 / 13
А.В. Сумароков
86
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2016. № 4
чим диапазоном угловых скоростей вращения приводов 1
/с …3 º/с. Вычис-
литель в составе ДПН включает в себя алгоритмы ее работы в различных режи-
мах (тестовом, служебном, режиме отслеживания цели). На основании перио-
дически передаваемого в вычислитель задания в виде углов и угловых скоро-
стей для каждой из двух осей он обеспечивает движение ДПН по необходимой
траектории. Периодичность передачи информации о требуемых параметрах
движения составляет 0,2 с. Для работы платформы в режиме отслеживания це-
ли требуется, на основании имеющейся баллистико-навигационной информа-
ции, обеспечить расчет углов и угловых скоростей движения ДПН, чтобы HRC
отслеживала одну и ту же точку на Земной поверхности.
В компьютеры информационно-управляющей системы из системы управления
движением МКС поступает информация о текущих угловом и пространственном
положениях МКС, однако для ее передачи требуется определенное время, еще до-
полнительное время требуется для передачи вычисленных параметров движения
ДПН из компьютера информационно-управляющей системы в вычислитель ДПН.
Для успешного наведения камеры высокого разрешения требуется решить ряд за-
дач. Во-первых, необходимо спрогнозировать угловое и пространственное положе-
ния МКС через некоторое время. Во-вторых, нужно вычислить вектор положения
цели в системе координат ДПН. В-третьих, на основе вычисленного направления
на цель требуется рассчитать непосредственно углы и угловые скорости движения
по каждой из осей ДПН, чтобы обеспечить отслеживание цели. Для минимизации
амплитуды низкочастотных колебаний конструкции дополнительно следует обес-
печить плавное управление и выход на траекторию отслеживания из любого поло-
жения ДПН. В настоящей работе подробно рассмотрено решение каждой постав-
ленной задачи.
Прогнозирование положения МКС.
Данные об угловом и пространственном
положениях МКС поступают из бортового компьютера системы управления дви-
жением МКС в компьютер, управляющий научной аппаратурой, с некоторой за-
держкой, поэтому требуется экстраполировать пространственное и угловое поло-
жения на фактическое время съемки. Это можно осуществить путем интегрирова-
ния уравнений движения. Для экстраполяции углового положения выполняется
несколько итераций интегрирования кинематических уравнений движения в ква-
тернионной форме с коррекцией нормы [6] по следующим формулам:
2
2
1
1
,
2 8
N
E
q
q
(1)
0
1
2
3
1
0
2
3
2
2
2
frs
N
Ex
Ey
Ez
N
Ex
Ez
Ey
N
q q q
q
q
q q q
q
q
q q q
T
0
3
1
3
0
1
2
,
2
2
Ey
Ex
Ez
N
Ez
Ey
Ex
q
q
q
q q
q
q
q
(2)
где
T
0 1 2 3
q q q q q
— текущее значение кватерниона ориентации связанной
системы координат относительно инерциального базиса J2000 [7] (
q
— норма