Анализ погрешностей и оптимизация приемного тракта бортовой лазерной локационной аппаратуры при измерении средних дальностей до космических объектов

9 / 14

Анализ погрешностей и оптимизация приемного тракта бортовой лазерной локационной аппаратуры…
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2016. № 4 123
Суммарную массу ЛЛС вычисляют с учетом массы отдельных составных
частей: лазерный модуль имеет массу 0,5 кг, объектив передающей оптической
системы — 0,2 кг, электроника — 0,75 кг и корпус — 1 кг. Примем максималь-
но допустимую массу ЛЛС равной 3,9 кг [11].
На рис. 3 приведено множество Парето в виде кривой для погрешности одно-
кратного измерения дальности и суммарной массы ЛЛС (в зависимости от диамет-
ра приемного объектива). Видно, что
предельной массе ЛЛС 3,9 кг соответ-
ствует погрешность однократного
измерения дальности 1,25 м. В этом
случае, как следует из выражения (16),
для получения погрешности измерения
скорости 0,5 м/с необходима частота
повторения зондирующих импульсов
13 Гц.
Массогабаритные характеристи-
ки крайне критичны для бортовой
аппаратуры. Большую погрешность
однократного измерения можно сни-
зить за счет увеличения количества
зондирующих импульсов в пачке, но тогда возрастает мощность, потребляемая
ЛЛС от бортовой сети.
Чтобы получить однозначное решение оптимизационной задачи можно
применить обобщенную функцию, которая была использована в работе [11] для
оценки эффективности бортовой ЛЛС.
Для оптимизации массогабаритных характеристик и мощности, потребляемой
ЛЛС от бортовой сети, можно применить следующую обобщенную функцию
0 0 .
i
m Р
m Р
   
     
   
(24)
Индексом «0» отмечены желаемые значения перечисленных параметров. В
данном случае желаемые значения параметров ограничены сверху, поэтому они
находятся в числителе. Оптимизация заключается в максимизации обобщенной
функции.
К ранее указанным исходным данным добавим значение максимальной по-
требляемой ЛЛС мощности 25 Вт [11], требуемую погрешность измерения ско-
рости 0,5 м/с, ηл = 0,1 и ηи = 0,7 (мощность, потребляемая электронными компо-
нентами и служебными подсистемами, равна 4 Вт).
На рис. 4 приведена зависимость обобщенной функции φi от диаметра при-
емного объектива ЛЛС. Видно, что обобщенная функция имеет максимум при
dпр = 4,5 см. Этому значению диаметра приемного объектива соответствует по-
грешность однократного измерения дальности д = 1,45 м при массе ЛЛС,
Рис. 3. Множество Парето для погрешности
однократного измерения дальности и
суммарной массы ЛЛС