Аннотация:

Развитие малых космических аппаратов привело к возникновению новых задач в области определения углового движения в одиночных миссиях и определения относительного поступательного движения в миссиях группового полёта. В настоящей работе предложена аналитическая методика исследования точностных характеристик алгоритмов определения движения на основе расширенного фильтра Калмана для космических аппаратов с активной системой управления ориентации и набором бортовых измерительных средств. В рамках настоящей работы построены алгоритмы определения углового движения малых спутников для бортового компьютера с ограниченными вычислительными ресурсами, принимающие во внимание влияние неучтенных в модели движения возмущений. Алгоритмы апробированы на задачах определения движения макета системы ориентации, подвешенного на струне, на аэродинамическом подвесе и в условиях орбитального полёта. Установлена зависимость точности определения движения от возмущений, действующих на систему, но неучтенных в модели движения. Разработанные алгоритмы определения движения были реализованы на более 30-ти отечественных малых космических аппаратах, лётные испытания показали адекватность полученных аналитических оценок и надёжность предложенных алгоритмов для решения поставленных задач. Исследованы характеристики алгоритмов для оценки колебательных движений космического аппарата с большими нежесткими элементами конструкции при рассмотрении ограниченного числа колебательных мод системы и при использовании измерений различных наборов датчиков. Предложены алгоритмы определения относительного движения малых КА в задачах группового полёта на основе обработки видеоизображения. Точностные характеристики этих алгоритмов были оценены для задачи оценки относительного движения микроспутника «Чибис-М» после отделения от грузового корабля, а также для задачи определения движения КА относительно орбитального объекта в проектируемой миссии по наблюдению за объектами космического мусора.

Доклад подготовлен по материалам диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук.