10.14489/vkit.2015.09.pp.009-015

DOI: 10.14489/vkit.2015.09.pp.009-015

Козорез Д. А., Красильщиков М. Н., Кружков Д. М.
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДОВЫВЕДЕНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА НА ГЕОСТАЦИОНАРНУЮ ОРБИТУ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СТАЦИОНАРНОГО ПЛАЗМЕННОГО ДВИГАТЕЛЯ
(с. 9-15)

Аннотация. Приведены функциональные схемы моделирования, диаграммы классов программного обеспечения для имитационного моделирования процесса довыведения космического аппарата на геостационарную орбиту. Дан анализ результатов моделирования, на основании которого формируются требования к бортовым аппаратным средствам автономной навигационной системы.

Ключевые слова: навигация; неконтролируемые факторы; управление центром масс и ориентацией; стационарный плазменный двигатель; глобальные спутниковые системы; геостационарная орбита; моделирование.

Kozorez D. A., Krasilshchikov M. N., Kruzhkov D. M.
COMPUTER SIMULATION OF THE SPACECRAFT INSERTION PROCESS INTO GEOSTATIONARY ORBIT BY ELECTRIC PROPULSION SYSTEM
(pp. 9-15)

Abstract. The paper is dedicated to computer simulation process of the spacecraft insertion into geostationary orbit using electric propulsion system. The goal of the mentioned simulation is to compute the dependence between terminal insertion process both accuracy and duration and onboard navigation system hardware performances. Standard procedure for payload insertion into geostationary orbit includes booster utilization for transfer from intermediate orbit to terminal one. In this situation electric propulsion system utilization gives significant advantages from the point of view payload mass amount, being inserted into geostationary orbit. However, the additional scientific and technical problem arises, namely: it is necessary to create the onboard autonomous navigation system, which can be evaluate not only payload position and velocity components, but electric propulsion system thrust vector attitude relative to spacecraft body axis. The main complexity for the mentioned navigation problem solution consists in the following: the electric propulsion system control acceleration is comparable with result of natural uncontrollable factors (Earth, Sun and Moon gravity, solar pressure, etc.) influence. So, considering nonlinearity of utilized spacecraft motion mathematical models, as well as variety of different natural uncontrollable factors, only computer mathematical simulation can assist to receive representative preliminary results in order to define the requirements for navigation system onboard hardware. The paper contains the simplified diagram of simulation, software class diagrams as well as simulation results analysis, which allow creating the requirements for onboard navigation hardware.

Keywords: Navigation; Uncontrollable factors; Masscenter and attitude control; Electric propulsion system; GNSS-receiver; Geostationary orbit; Computer simulation.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

Д. А. Козорез, М. Н. Красильщиков, Д. М. Кружков (Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Eng

D. A. Kozorez, M. N. Krasilshchikov, D. M. Kruzhkov (Moscow Aviation Institute (National Research University)) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Интегрированная навигационная система космического аппарата на геостационарной и высокоэллиптической орбитах, функционирующая в условиях активных помех / Д. А. Козорез и др. // Изв. РАН. Теория и системы управления. 2013. № 3. С. 143 – 154.
2. Решение навигационной задачи при автономном выведении полезной нагрузки на геостационарную орбиту с помощью двигателя малой тяги / Д. А. Козорез и др. // Изв. РАН. Теория и системы управления. 2015. № 1. С. 106 – 118.
3. Современные и перспективные информационные ГНСС-технологии в задачах высокоточной навигации / В. А. Бартенев и др. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2014. 192 с.
4. Статистическая динамика и оптимизация управления летательных аппаратов: учеб. пособие для вузов / В. Т. Бобронников и др.; под общ. ред. М. Н. Красильщикова, В. В. Малышева. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Альянс, 2013. 468 с.
5. Фаулер М., Скотт К. UML. Основы: пер. с англ. СПб.: Символ-Плюс, 2002. 192 с.

Eng

1. Kozorez D. A. et al. (2013). Integrated navigation system of a spacecraft in geostationary and highly elliptical orbits, operating in conditions of active jamming. Izvestiia RAN. Teoriia i sistemy upravleniia. (3), pp. 143 – 154.
2. Kozorez D. A. (2015). The solution of the navigation problem for autonomous deliver of the payload into geostationary orbit using low-thrust engine. Izvestiia RAN. Teoriia i sistemy upravleniia. (1), pp. 106 – 118.
3. Bartenev V. A. et al. (2014). Modern and advanced information of GNSS technologies in high-precision navigation. Moscow: FIZMATLIT.
4. Malyshev V.V., Krasil'shchikov M. N. (Eds.), Bobronnikov V. T. et al. (2013). Statistical dynamics and optimization of aircraft: textbook for universities. 2nd Ed. (Revised and Supplemented). Moscow: Al'ians.
5. Fauler M., Skott K. (2002). UML. Basics. St. Petersburg: Simvol-Plius.

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа статьи заполните форму:

{jform=1,doi=10.14489/vkit.2015.09.pp.009-015}

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please fill out the form below:

{jform=2,doi=10.14489/vkit.2015.09.pp.009-015}