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

Проанализированы факторы, влияющие на погрешность при измерении дальности и скорости бортовыми лазерными локационными системами по диффузно отраженному сигналу от корпуса пассивного космического объекта в диапазоне дальностей 0,5...5,0 км. Получены зависимости от дальности суммарной погрешности измерений при использовании в приемном тракте лазерной локационной системы фото детекторов двух типов. Из результатов следует, что в случае применения лавинного фотодиода погрешность измерений практически не зависит от дальности, а при использовании pin-фотодиода она резко возрастает с увеличением дальности, поэтому в последнем случае целесообразно провести оптимизацию приемного тракта. Приведены результаты оптимизации приемного тракта бортовой лазерной локационной системы с использованием метода поиска множеств Парето и обобщенной функции эффективности.

Литература

[1] Медведев С.Б., Сазонов В.В., Сайгираев Х.У. Моделирование зон неустойчивой работы радиотехнической измерительной системы с активным ответом во время сближения и стыковки космических кораблей с Международной космической станцией // Математическое моделирование. 2012. Т. 24. № 2. С. 151-160.

[2] Ruel S., Luu T., Berube A. On-orbit testing of target-less TriDAR 3D rendezvous and docking sensor: The International Symposium on Artificial Intelligent, Robotics and Automation in Space (i-SAIRAS 2010). August 29 - September 1, 2010, Sapporo, Japan. URL: http://robotics.estec.esa.int/i-SAIRAS/isairas2010/PAPERS/004-2775-p.pdf (дата обращения 26.07.15)

[3] English C., Okouneva G., Saint-Cyr P., Choudhuri A., Luu T. Real-time dynamic pose estimation systems in space: Lessons learned for system design and performance evaluation // International Journal of Intelligent Control and Systems (IJICS). Vol. 16. No. 2. 2011. P. 79-96.

[4] Старовойтов Е.И., Зубов Н.Е. Прикладные вопросы разработки бортовой лазерной локационной аппаратуры // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2015. № 9. DOI: 10.7463/0915.0811999 URL: http://technomag.bmstu.ru/doc/811999.html

[5] Ставров А.А., Поздняков М.Г. Импульсные лазерные дальномеры для оптиколокационных систем // Доклады БГУИР. 2003. Т. 1. № 2. С. 59-65.

[6] Финкельштейн М.И. Основы радиолокации. М.: Радио и связь, 1983. 536 с.

[7] Мельников К.В. Оптимизация фотоприемного устройства лазерной телеметрической системы // Доклады БГУИР. 2012. № 7 (69). С. 34-39.

[8] Малашин М.С., Каминский Р.П., Борисов Ю.Б. Основы проектирования лазерных локационных систем. М.: Высш. шк., 1983. 207 с.

[9] Лазерная дальнометрия / Л.А. Аспис, В.П. Васильев, В.Б. Волконский и др.; под ред. В.П. Васильева и Х.В. Хинрикус. М.: Радио и связь, 1995. 256 с.

[10] Основы импульсной лазерной локации / В.И. Козинцев, М.Л. Белов, В.М. Орлов, В.А. Городничев, Б.В. Стрелков; под ред. В.Н. Рождествина. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. 571 с.

[11] Старовойтов Е.И., Зубов Н.Е., Ивашов В.В., Никульчин А.В. Исследование эффективности и оптимизация параметров лазерного локационного прибора для измерения скорости сближения космических аппаратов // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2014. № 6. DOI: 10.7463/0614.0712240 URL: http://technomag.bmstu.ru/doc/712240.html

[12] Старовойтов Е.И. Бортовые лазерные локационные системы космических аппаратов. Королёв: РКК "Энергия" им. С.П. Королёва, 2015. 160 с.

[13] Старовойтов Е.И., Савчук Д.В., Зубов Н.Е. Анализ возможностей, оптимизация массы и энергопотребления лазерного высотомера для управления спуском с окололунной орбиты // Космическая техника и технологии. 2014. № 1 (4). С. 67-74.

[14] Ногин В.Д. Принятие решений в многокритериальной среде: количественный подход. М.: Физматлит, 2004. 176 с.