Способ информационного обеспечения запусков космических аппаратов ракетами космического назначения и наземный автоматизированный комплекс управления космическими аппаратами научного и социально-экономического назначения и измерений, предусматривающий использование способа

Изобретение относится к области космонавтики, в частности к комплексам средств измерений, сбора и обработки информации (КСИСО) от ракет-носителей (РН) и наземным измерительным комплексам (НИК) разгонных блоков (РБ). Во время информационного обеспечения запусков космических аппаратов ракетами космического назначения из средств наземного автоматизированного комплекса управления космическими аппаратами формируют индивидуальную для конкретного запуска пространственно-временную конфигурацию (архитектуру) КСИСО РН и/или НИК РБ с использованием измерительных пунктов в составе конфигурации (архитектуры), размещаемых в соответствии с траекторией полёта РН и/или РБ. Достигается повышение гибкости и надежности информационного обеспечения запуска РКН, а также увеличение эффективности использования наземных средств. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Предлагаемая группа изобретений относится к области космонавтики, а именно к комплексам средств измерений, сбора и обработки информации (КСИСО) от ракет-носителей (РН) – КСИСО РН и наземным измерительным комплексам (НИК) разгонных блоков (РБ) – НИК РБ.

В качестве ближайшего аналога предлагаемого способа информационного обеспечения запусков космических аппаратов ракетами космического назначения (РКН) и соответствующего наземного автоматизированного комплекса управления (НАКУ) космическими аппаратами (КА) могут быть выбраны система и способ для орбитального обслуживания КА, известные из заявки на изобретение US 2003 029 969, опубликованной в 2003 г. В US 2003 029 969 описан способ информационного обеспечения запусков КА РКН, предусматривающий сбор параметров траектории изделия ракетно-космической техники при выведении и в момент отделения полезной нагрузки и приём, регистрацию, сбор и обработку телеметрических данных о функционировании бортовых систем изделия ракетно-космической техники при выполнении циклограммы полёта. Перечисленную выше информацию обрабатывают с формированием оперативного, экспресс и итогового заключения о результатах запуска КА, с использованием совокупности средств контроля и обработки информации, сформированных из средств НАКУ КА НСЭН и измерений. Основной недостаток описанных средств заключается в отсутствии гибкости управления средствами НАКУ КА НСЭН и измерений при осуществлении обеспечения запуска ракет-носителей и разгонных блоков для космических аппаратов различного назначения, что может привести к снижению качества и надёжности информационного обеспечения вывода на орбиту космических аппаратов, оперативности и адекватности принятия решений, при возникновении нештатных ситуаций.

В свою очередь предлагаемая группа изобретений позволит решить указанную задачу, что позволит в итоге предложить к использованию способ информационного обеспечения запусков космических аппаратов РКН, характеризующийся повышенной гибкостью и надёжностью информационного обеспечения запуска РКН, а также увеличенной эффективностью использования наземных средств.

Предложенный способ информационного обеспечения запусков космических аппаратов РКН, как и было указано выше, предусматривает сбор параметров траектории изделия ракетно-космической техники при выведении и в момент отделения полезной нагрузки, а также приём, регистрацию, сбор и обработку телеметрических данных о траектории полета, функционировании бортовых систем изделия ракетно-космической техники при выполнении циклограммы полёта. Перечисленную выше информацию обрабатывают с формированием оперативного, экспресс и итогового заключения о результатах полета РКН и вывода на орбиту космического аппарата, с использованием совокупности средств контроля и обработки информации, сформированную из средств НАКУ КА НСЭН и измерений.

В отличие от указанного выше аналога, из средств НАКУ КА НСЭН и измерений формируют индивидуальную для конкретного запуска пространственно-временную конфигурацию (архитектуру) КСИСО РН и/или НИК РБ. Указанную пространственно-временную конфигурацию (архитектуру, топологию, если рассматривать её проекцию на плоскость) КСИСО РН и/или НИК РБ формируют с использованием стационарных и/или мобильных измерительных пунктов (МИП) из состава НАКУ КА НСН и измерений, размещаемых в соответствии с траекторией полёта РН и/или РБ. Также, при формировании упомянутой конфигурации (архитектуры) возможно использование, по меньшей мере, одного стационарного измерительного пункта (ИП) и пристартового стационарного ИП.

Пространственно-временную конфигурацию (архитектуру) КСИСО РН и/или НИК РБ формируют согласно плану, созданному с использованием средств центра анализа информации (ЦАИ) от РН и/или РБ и центра ситуационного анализа, координации и планирования (ЦСКАП), с учетом технологических данных, обработанных с использованием средств ЦАИ РН, РБ. При этом, средства ЦСКАП и средства ЦАИ РН, РБ представляют собой системы «человек – машина». При оперативной невозможности формирования запланированной конфигурации (архитектуры) КСИСО РН и/или НИК РБ выполняют оперативную направленную реконфигурацию соответствующего комплекса. Соответственно, в большинстве случаев конфигурация (архитектура) КСИСО РН и/или НИК РБ на предшествующем запуске РН и/или РБ отличается от конфигурации на последующем запуске.

Предложенный НАКУ КА НСЭН и измерений, предусматривает использование описанного выше способа информационного обеспечения запусков космических аппаратов РКН.

Предложенная группа изобретений поясняется схемами:

рис. 1 – вариант размещения ИП для информационного обеспечения запусков РН с космодром «Восточный», возможные азимуты запуска РКН типа «Союз-2.1а»;

рис. 2 – временные графики зон радиовидимости РКН наземными ИП (при фиксированном варианте архитектуры наземных ИП) для наиболее часто применяемых наклонений запуска РКН, применительно к космодрому «Восточный»;

рис. 3-5 – пространственное представление трасс полета РКН и зон их радиовидимости наземными ИП для наиболее частым наклонениям вывода КА на орбиту;

рис. 6 – варианты трасс вывода КА на геостационарную (а) и солнечно-синхронную (б) орбиты с использованием РБ, участки включения маршевых двигателей РБ и ориентировочные места размещения ИП для контроля включения двигательной установки РБ;

рис. 7 – схема КСИСО РН и/или НИК РБ и информационного обмена при выполнении задач по заданному предназначению;

рис. 8 – схема средств выделяемых из состава командного ИП (КИП) (поз. 14-17 на рис. 7);

рис. 9 – схема стационарного ИП (поз. 18-20 на рис. 7);

рис. 10 – схема МИП (поз. 21-23 на рис. 7).

Необходимость и целесообразность использования МИП в составе конфигурации (архитектуры) КСИСО РН и/или НИК РБ, а также необходимость формирования индивидуальной конфигурации (архитектуры) для конкретного запуска может быть обоснована следующим образом (описана планируемая организация пусков с космодрома «Восточный», не исключающая иные варианты организации пусков не противоречащие сущности предложенного изобретения и отличающиеся количественным составом используемых средств управления и их конкретным размещением на местности).

Во время полета РКН в атмосфере, её корпус подвергается значительным аэродинамическим нагрузкам, это вызывает повороты корпуса относительно центра масс по углам тангажа, рыскания и вращения, что изменяет условия приема сигнала наземными средствами от бортовой передающей антенны. Также, «факел» маршевого двигателя РН экранирует сигнал бортового передатчика, приводя, в ряде случаев к полной невозможности приёма сигнала наземным средством. Поэтому, для обеспечения непрерывного приёма сигнала от РКН необходимо привлекать несколько территориально-разнесённых наземных средств, которые обеспечивают разные углы визирования антенн наземной станцией приема на РКН, что обеспечивает непрерывное получение данных при вращении РКН относительно центра масс от территориально-разнесенных приемников информации. После выхода РКН за пределы Земной атмосферы аэродинамические нагрузки на корпус РКН ослабевают, и становится возможным ограничиться меньшим числом наземных ИП, в т.ч. и одним. Соответственно, для повышения эффективности использования наземных средств, используемых в составе КСИСО РН и НИК РБ необходимо предусмотреть использование комплекса средств для выполнения задач обеспечения управления КА.

Существует несколько вариантов создания конфигурации (архитектуры) КСИСО РН и НИК РБ.

В первом варианте (описанном, в том числе, в US2003029969) предполагается создание системы стационарных ИП, архитектура которых позволяет «перекрыть» все возможные траектории полета РН, РБ. Примерный диапазон азимутов запуска РН с космодрома «Восточный» и возможные районы размещения наземных ИП, которые бы обеспечили информационное обеспечение запусков РН по всем ожидаемым наклонениям выведения полезной нагрузки, на активном участке полета РН приведен на рис. 1. Примеры трасс полета РБ при выводе КА на геостационарную и солнечно-синхронную орбиты с космодрома «Восточный» и возможные районы размещения наземных ИП, которые бы обеспечили информационное обеспечение полета РБ приведены на рис. 5.

Осуществление описанного подхода потребует создания, кроме существующих КИП, около 8-10 стационарных ИП наземного базирования и 3-4 ИП морского базирования, что делает такой вариант весьма дорогостоящим. Создание стационарных ИП в приполярных районах сопряжено со строительными и организационными трудностями, высокой стоимостью и сложностью организации применения технических средств. Создание специализированных морских судов, ориентированных на выполнение функций морского КИП, существовавшего в 70-90 годах 20 века, в настоящее время экономически нереально. Также, ожидаемая интенсивность запусков РН с космодрома «Восточный» при полном его развертывании составит 10-20 запусков в год, то есть коэффициент использования отдельных трассовых ИП не превысит 1%. Рис. 2-5 иллюстрируют данный факт и подтверждают, что ориентация только на стационарные ИПы приведет к значительному снижению коэффициента их использования.

Таким образом, практическая реализация описанного подхода является высокозатратной при создании и низкоэффективной при эксплуатации с точки зрения гибкости и надёжности. Очевидна необходимость повышения степени использования средств ИП, приводящая к необходимости использования МИП в конфигурации (архитектуре) КСИСО РН и/или НИК РБ.

Второй вариант предполагает создание нескольких МИП, базирующихся на космодроме «Восточный» с формированием из них необходимой архитектуры КСИСО информации от РН и НИК РБ под конкретный запуск РН. Такой подход позволяет сократить потребное число трассовых ИП, но требует наличия не только самих МИП, но и достаточного количества средств их доставки в районы применения (также, см. рис. 1, рис. 6).

Третий вариант является комбинацией двух предыдущих и заключается в создании одного пристартового ИП, нескольких стационарных ИП в местах, над которыми пролегают наиболее часто используемые траектории полета РКН и использование МИП для размещения в местах, над которыми проходят редко используемые траектории полета РН (также, см. рис. 1, рис. 6).

Очевидно, что указанные второй и третий варианты создания конфигурации (архитектуры) КСИСО РН и НИК РБ позволяют преодолеть перечисленные выше проблемы, возникающие при эксплуатации КСИСО РН и НИК РБ по первому варианту за счёт использования МИП, поставив одновременно с решением данных проблем задачу по формированию индивидуальной для каждого запуска «гибкой» (оперативно и индивидуально изменяемой) пространственно-временной конфигурации (архитектуры) КСИСО РН и НИК РБ. Рис. 2-6 иллюстрируют тот факт, что создается именно пространственно-временная конфигурация работы средств КСИСО РН и НИК РБ, применительно к каждому запуску.

В свою очередь, формирование на практике индивидуальной для каждого запуска конфигурации (архитектуры) КСИСО РН и НИК РБ с использованием МИП и достижением гибкости и надёжности управления КСИСО РН и НИК РБ может быть пояснено на примере пусков с космодрома «Восточный» следующим образом.

Информационное обеспечение запусков космических аппаратов РКН заключается в приёме, регистрации, сборе и обработке телеметрических данных о функционировании бортовых систем РКН при выполнении циклограммы полета, получении параметров траектории РКН при выведении и в момент отделения полезной нагрузки. Информационное обеспечение запусков осуществляется в форме выдачи группе анализа результатов обработки телеметрической информации (ТМИ) от РКН, а так же экспресс-, оперативной и полной обработки полученной ТМИ для формирования предварительного и окончательного заключения о результатах запуска. РКН может состоять только из РН, которая выводит КА на низковысотную орбиту, или из РН с РБ, который переводит КА с низкой на более высокую орбиту.

Для выполнения данных задач из состава средств НАКУ КА научного и социально-экономического назначения (НСЭН) и измерений формируются территориально-распределённые КСИСО информации от РН, а так же НИК РБ. Архитектура КСИСО информации от РН и НИК РБ определяется параметрами траектории полета РКН, составом бортовых средств телеизмерений, навигационными параметрами и, в соответствии с предложенным изобретением, формируется на каждый запуск индивидуально.

В исходном состоянии средства НАКУ КА НСЭН и измерений включают (рис. 7) средства центра ситуационного анализа, координации и планирования (ЦСАКП) 1; центра координации эксплуатации и развития (ЦКЭР) 7, автоматизированной системы оперативно-технических пунктов управления (АС ОТПУ) 9, пункта управления мультисервисной системой связи и передачи данных (ПУ МПССПД) 6, единой мультисервисной системы связи и передачи данных (МССПД) 12, Восточный (ВКИП) 14, Центральный (ЦКИП) 15, Западный (ЗКИП) 16, Балтийский (БКИП) 17 КИП, стационарные ИП № 1…n 18-20, МИП № 1…n 21-23, средства измерительного комплекса космодрома (ИКК) Байконур 24, ЦАИ информации от РН, РБ 11. Все перечисленные средства представляют собой совокупность радиотехнических и компьютерных средств обработки данных и формирования команд: серверов, персональных компьютеров и т.п.; средств пользовательского и межсетевого интерфейса, управляемых специалистами, обладающими необходимыми знаниями и опытом со своих рабочих мест и взаимодействующими с информационными и вычислительными ресурсами данных средств, то есть представляют собой системы «человек - машина» – системы, сочетающие деятельность человека и функционирование объекта техники, основанные на взаимодействии в соответствии с получаемой информацией от объектов управления и вычислительных машин посредством органов управления, технические особенности которых будут определяться через их функциональное назначение.

Базовый ЦУП КА 2, включающий ЦУП управления КА № 1…m 1, 2, 5, связан с ЦСАКП 1 и через МССПД 12 с КИП 14-17, стационарных ИП № 1…n 18-20, МИП № 1…n 21-23, которые получают сигналы от КА, РН, РБ. МИП № 1…n 21-23 передают полученную информацию через орбитальную группировку КА спутниковой радиосвязи (ОГКАСР) 20 на центральную земную станцию спутниковой связи (ЗССС) 13, которая входит в состав МССПД 12. МССПД 12 связывает между собой ЦСАКП 1, базовый ЦУП КА 2, ПУ МССПД 6, ЦКЭР 7 (с АРМ ЦКЭР 8, АС ОТПУ 9, ОТПУ ЦКЭР 10), ЦАИ информации от РН, РБ 11, КИП 14-17, стационарные ИП № 1…n 18-20, МИП № 1…n 21-23, ИКК космодрома Байконур 24.

Для обеспечения функционирования КСИСО РН и НИК РБ из состава КИП 14-17 выделяются следующие технические средства (рис. 8):

антенные системы (АС) № 1...k 25-27 обеспечивают приём информации от РН, РБ;

комплекс телеметрических средств (КТМС) 28 обеспечивает передачу полученной АС 25-27 информации на аппаратно-программный комплекс сбора и передачи телеметрической информации (АПК СП ТМИ) 29;

общее оперативно-техническое руководство действиями дежурных расчетов осуществляет оперативно-технический пункт управления КИП (ОТПУ КИП 30, взаимодействующий с МИП, КТМС, АПК СП ТМИ, ОТПУ ЦКЭР по техническим средствам передачи данных.

АПК СП ТМИ 29 и ОТПУ КИП 30 получают и передают информацию через МССПД 12. Управление ОТПУ КИП 30 для КИП 14-17 обеспечивается при помощи АС ОТПУ 9. Аналогичным образом, из состава стационарных ИП № 1…n 18-20 выделяются (рис. 9): АС1 31 и АС2 32, получающие информацию от РН, РБ; КТМС 33, обеспечивающий передачу полученной АС1 31 и АС2 32 информации на АПК СП ТМИ 34 и находящиеся под управлением АС ОТПУ 9 ОТПУ ИП 35. АПК СП ТМИ 34 обеспечивает приём и передачу информации через МССПД 12. Из состава МИП № 1…n 21-23 для функционирования КСИСО РН и НИК РБ (рис. 9) выделяются АС 36, обеспечивающая приём информации от РН, РБ, и малогабаритный радиотелеметрический комплекс (МРТК) 37, обеспечивающий дальнейшую передачу полученной информации. МРТК 37 передаёт полученную АС 36 информацию в комплекс обработки информации (КОИ) 38, центральный пост управления (ЦПУ МИП) 39 со специальным программным обеспечением ОТПУ КИП (СПО ОТПУ КИП), находящийся под управлением АС ОТПУ 9, периферийную земную станцию спутниковой связи (ЗССС) 40, которая передаёт информацию на орбитальную группировку КА связи и ретрансляции (ОГ КА СР) 20.

В исходном состоянии МИП и стационарные ИП выполняют задачи обеспечения управления КА НСЭН, которые осуществляется следующим образом. МИП № 1…n 21-23 располагается на основной рабочей позиции в районе ВКИП 14 или же в другом районе в развернутом состоянии. ЦПУ МИП 39 ежедневно, в установленное время выходит на связь через МССПД 12 с ОТПУ ЦКЭР 10, с ЦСАКП 1 и ближайшим ОТПУ 30 КИП 14-17. При выходе ЦПУ МИП 39 на связь обеспечивается выдача ежесуточных отчётов о выполнении задач проведения сеансов связи с КА, состоянии технических средств, метеоусловий. Также, получают план загрузки средств (ПЗС) на последующие сутки, данные коррекции к ранее полученным ПЗС, исходные данные для проведения сеансов связи с КА. МИП 21-23 проводит сеансы связи с КА, производит обработку полученной информации, выдаёт результаты обработки в соответствующий ЦУП управления КА 3-5. При заблаговременной подготовке к проведению информационного обеспечения запуска РКН за 2-3 месяца до запуска ЦАИ 11, на основании баллистических расчетов траектории РКН, осуществляет: подготовку исходных данных, циклограммы полета РКН, программы телеизмерений, каталога тарировочных характеристик и заданий на обработку ТМИ от РН (РБ). ЦАИ 11 для обеспечения гибкости управления НАКУ определяет индивидуальную для каждого запуска состав, архитектуру средств КСИСО информации от РН, НИК РБ (если он создается), включая географию расположения МИП №1…n 21-23 согласно траектории полёта РН (РБ), временные графики работы средств ИП, выделяемых в КСИСО информации от РН и НИК РБ (см. рис. 2). Также, ЦАИ 11 обеспечивает передачу подготовленных данных о конфигурации КСИСО информации от РН и НИК РБ в ЦКЭР 8. На основе полученных данных ЦКЭР 8 разрабатывает способы и временной график доставки МИП № 1…n 21-23 на заданные рабочие позиции согласно траектории полёта РН, РБ.

После начала работы МИП № 1…n 21-23 ЦПУ МИП 39 выходит на связь с ОТПУ ЦКЭР 10 либо ОТПУ 30 ближайшего КИП 14-17 для передачи сообщения об изменении режима работы. На основании данного сообщения ОТПУ ЦКЭР 10 формирует сообщение в ЦКЭР 7 и ЦСАКП 1 об изменении состава и состояния наземных средств. Средства МИП № 1…n 21-23 приводятся в походное состояние; МИП 21-23 перемещается, согласно установленного маршрута и графика движения, заданного исходя из траектории полёта РН и/или РБ. С помощью средств АС ОТПУ 9, МССПД, других доступных средств связи МИП № 1…n 21-23 осуществляет передачу данных на ОТПУ ЦКЭР 10 либо через ближайший ОТПУ 30 КИП 14-17 о реализации графика перемещения. По прибытию в заданный район применения МИП № 1…n 21-23 развёртывают и приводят в готовность средства приёма, передачи и обработки информации, получают данные о топогеодезической привязке, состоянии метеоусловий в районе применения. С использованием средств ЦПУ МИП 39 МССПД 12 выходит на связь с ОТПУ ЦКЭР 10 или ближайшего ОТПУ 30 КИП 14-17 для передачи сообщения о готовности к работе, на основании которого ОТПУ ЦКЭР 10 формирует сообщение в ЦКЭР 7 и ЦСАКП 1 об изменении состава и состояния наземных средств.

ЦКЭР 7 с помощью средств АС ОТПУ 9 и МССПД 12, в первую очередь средств спутниковой связи, контролирует выдвижение, перемещение, прибытие МИП № 1…n 21-23 на рабочие позиции, развертывание и приведение в готовность к применению, получение данных о топогеодезической привязке, состоянии метеоусловий в районе применения. По получении от ОТПУ ЦКЭР 10 сообщения о готовности МИП № 1…n 21-23 к работе ЦКЭР 7 проводит изменения в базе данных о составе и состоянии средств НАКУ КА НСЭН и измерений и выдаёт сообщение об изменении состава и состояния средств в ЦСАКП 1 через ОТПУ ЦКЭР 9. После получения данного сообщения, ЦСАКП 1 оповещает об этом ЦУП управления КА № 1…m 3-5, ЦАИ 11 и планирует привлечение средств МИП № 1…n 21-23 к выполнению задач управления КА по заявкам ЦУП 3-5 из нового района применения и информационного обеспечения запуска РКН по заявкам ЦАИ 11. МИП № 1…n 21-23 проводят сеансы связи с КА в соответствии с ПЗС. производят обработку полученной информации, выдают результаты обработки в соответствующий ЦУП КА.

При непосредственной подготовке к проведению информационного обеспечения запуска РКН – за 10 дней до запуска ЦАИ 11, осуществляет разработку программ работы для каждого средства и подготовку индивидуальных для каждого ИП действий. В дальнейшем – за 3-1 сутки до запуска РКН ЦАИ 11 производит: детальное планирование сеансов связи с РКН, расчёт целеуказаний для наведения антенн средств ИП по зонам радиовидимости РКН. В это же время ЦАИ 11 выдаёт заявки в ЦСАКП для включения сеансов связи с РКН в суточные ПЗС, а также заявки на проведение факультативных сеансов связи наземными средствами в суточные ПЗС для проведения тренировок. Также за 3-1 сутки до запуска РКН, ЦАИ 11 рассылает общие (то есть планируемое время «контакта подъема», литеры частот, исходные технологические данные для настроек наземных приемно-регистрирующих средств обработки ТМИ) и индивидуальные для каждого ИП исходящие данные (целеуказания для наведения антенн, времена начала и завершения работы). ЦАИ 11 проводит тренировки с расчётами дежурных смен по отработке действий в ходе информационного обеспечения запуска РКН в ходе проведения факультативных сеансов связи. ЦСАКП 1 осуществляет формирование плана задействования средств обычным порядком, передачу его в ЦКЭР 7, ОТПУ ЦКЭР 10 и рассылку выписок из ПЗС на ОТПУ 30 КИП 14-17. Средства КИП и ИП выполняют задачи обеспечения управления КА в соответствии с ПЗС и принимают участие в проведении тренировок, проводимых ЦАИ 11.

Непосредственно в сутки запуска РКН, пункт управления МССПД 12 на основании ПЗС полученного от ЦСАКП 1 осуществляет коммутацию наземных и спутниковых каналов связи, для обеспечения передачи ТМИ и оперативного взаимодействия между расчетами средств КСИСО информации от РН, НИК РБ. ЦАИ 11 в установленное время с помощью средств АС ОТПУ 9 осуществляет контроль состояния всего КСИСО информации от РН и НИК РБ (если он создается) и выдаёт сигнал готовности к информационному обеспечению запуска РКН в главную оперативную группу контроля (ГОГК).

КТМС 28 КИП 14-17, 33 стационарных ИП № 1…n 18, 19, 20 и МРТК 37 МИП № 1…n 21, 22, 23 осуществляют: подключение к циркулярной связи к ЦАИ 11 по обеспечению запуска РКН всех средств передачи ТМИ, с использованием МИП, включённых в КСИСО информации от РКН; проведение сеансов связи с КА, в соответствии с суточным ПЗС, обработку полученной информации, выдачу результатов обработки в соответствующий ЦУП КА № 1…m 3-5; получение необходимых исходных данных для информационного обеспечения запуска РКН.

В ходе полета РКН (РБ) ЦАИ 11 оповещает средства входящих в КСИСО информации от РН и о точном времени старта РКН. При несовпадении планового и реального времени «контакта подъема» ЦАИ 11 производит перерасчет целеуказаний и пересылает их на средства, входящие в состав КСИСО информации от РН с использованием средств АС ОТПУ 9. Одновременно, ЦАИ 11 выполняет сбор данных от средств КИП, стационарных ИП и МИП, входящих в КСИСО информации от РН (НИК РБ), ее обработку и анализ, выдачу результатов экспресс-обработки в ГОГК. Также, ЦАИ 11 выдаёт данные о параметрах траектории РН в момент отделения КА от РН в соответствующий ЦУП КА №1…m 3-5 для принятия его на управление. Если программой запуска предусмотрено выведение КА на рабочую орбиту РБ, ЦАИ 11 продолжает управление проведением сеансов связи наземными средствами с РБ и, после отделения КА от РБ. В данном случае ЦАИ 11 выдаёт данные о параметрах траектории РБ в момент отделения КА от РБ в соответствующий ЦУП КА № 1…m 3-5 для принятия его на управление.

КТМС 28 КИП 14-17, 33 стационарных ИП № 1…n 18, 19, 20 и МРТК 37 МИП № 1…n 21, 22, 23 задействованы в следующих технологических операциях. После старта РКН все средства, включенные в КСИСО информации от РКН, получают от ЦАИ 11 точное время старта РКН. При несовпадении планового и реального времени старта средства КСИСО производят перерасчёт или получение от ЦАИ 11 уточнённых целеуказаний для АС. Средства КСИСО осуществляют наведение антенн, вхождение в связь с РН (РБ), приём и экспресс-обработку полученной информации, передачу полученной информации или результатов ее обработки в ЦАИ 11. После завершения работ по информационному обеспечению запуска РКН средства КСИСО выполняют работы по текущему ПЗС.

После завершения процесса вывода КА на рабочую орбиту ЦАИ 11 обрабатывает полученные данные и формирует отчёт о работе бортовых систем РН (РБ) и выдачу его в ГОГК. ЦАИ 11 выдаёт распоряжение в ЦКЭР 7 на приведение КСИСО информации от РН, НИК РБ в исходное состояние, или о начале реализации процедуры формирования КСИСО информации от РН, НИК РБ для последующего запуска РКН. ЦКЭР 7 на основе полученного распоряжения или исходных данных по новой конфигурации КСИСО информации от РН, НИК РБ, разрабатывает способы и временной график доставки МИП № 1…n 21, 22, 23 в район постоянного базирования или в новые районы применения. На МИП № 1…n 21, 22, 23, принимавшие участие в информационном обеспечении запуска РКН, от ЦАИ 11 выполняется рассылка, распоряжений на осуществление марша к постоянному месту базирования или к новому району проведения работ.

После получения распоряжения на марш, на основании полученного распоряжения и данных для перебазирования, МИП № 1…n 21, 22, 23 с помощью средств ЦПУ 39 МИП выходит на связь с ОТПУ 30 ВКИП 14 (либо ОТПУ ЦКЭР 10) для передачи сообщения об изменении режима работы. На основании данного сообщения ОТПУ ЦКЭР 10 формирует сообщение в ЦКЭР 7 и ЦСАКП 1 об изменении состава и состояния наземных средств, приводит средства МИП № 1…n 21, 22, 23 в походное состояние и его осуществляет перемещение согласно установленного маршрута и графика движения. При помощи средств АС ОТПУ 9 (или же других доступных средств связи) осуществляется передача данных на ОТПУ 30 ВКИП 14 (либо ОТПУ ЦКЭР 10) о реализации графика перемещения. В дальнейшем перечисленная последовательность операций повторяется, в соответствии с годовым планом запусков РКН.

То есть, осуществляются действия обеспечивающие гибкости управления НАКУ, обеспечивающие формирование индивидуальной конфигурации средств КСИСО и географии расположения МИП в соответствии с траекторией полёта РН и/или РБ.

При проведении запусков РКН с космодрома Байконур (24) описанная выше последовательность операций сохраняется.

При разработке алгоритма управления запуском КА РКН того или иного типа, очевидно, учитываются особенности используемой ракетной техники и наземных средств комплекса управления КА. То есть, описанное выше изобретение позволяет специалистам сделать и использовать то, что считается в настоящее время лучшим, эти специалисты поймут и оценят наличие вариаций, сочетаний, эквивалентов конкретного воплощения, метода и примеров, описанных выше. Изобретение поэтому должно быть ограничено не только вышеописанными вариантами, методами и примерами, а также всеми вариантами и методами в рамках и духе изобретения.

1. Способ информационного обеспечения запусков космических аппаратов ракетами космического назначения, предусматривающий сбор параметров траектории изделия ракетно-космической техники при выведении и в момент отделения полезной нагрузки, и приём, регистрацию, сбор и обработку телеметрических данных о функционировании бортовых систем изделия ракетно-космической техники при выполнении циклограммы полёта, обработку перечисленной выше информации с формированием итогового заключения о результатах запуска космического аппарата, с использованием совокупности средств контроля и обработки информации, сформированной из средств наземного автоматизированного комплекса управления космическими аппаратами, отличающийся тем, что из средств наземного автоматизированного комплекса управления космическими аппаратами формируют индивидуальную для конкретного запуска пространственно-временную конфигурацию (архитектуру) комплекса средств измерений, сбора и обработки информации от ракет-носителей и/или наземного измерительного комплекса разгонных блоков с использованием измерительных пунктов в составе упомянутой конфигурации (архитектуры), размещаемых в соответствии с траекторией полёта ракеты-носителя и/или разгонного блока.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что конфигурацию (архитектура) комплекса средств измерений, сбора и обработки информации от ракет-носителей и/или наземного измерительного комплекса разгонных блоков формируют согласно плану, созданному с использованием средств центра анализа информации от ракет-носителей и/или разгонных блоков и центра ситуационного анализа, координации и планирования, с учетом технологических данных, обработанных с использованием средств центра анализа информации от ракет-носителей и разгонных блоков, причем средства центра ситуационного анализа, координации и планирования и средства центра анализа информации от ракет-носителей и разгонных блоков представляют собой системы «человек – машина».

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при невозможности формирования запланированной конфигурации (архитектуры) комплекса средств измерений, сбора и обработки информации от ракет-носителей и/или наземного измерительного комплекса разгонных блоков выполняют оперативную направленную реконфигурацию соответствующего комплекса.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что конфигурация (архитектура) комплекса средств измерений, сбора и обработки информации от ракет-носителей и/или наземного измерительного комплекса разгонных блоков на предшествующем запуске ракет-носителей и/или разгонных блоков, соответственно, отличается от конфигурации на последующем запуске.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутую конфигурацию (архитектуру) формируют с использованием по меньшей мере одного мобильного измерительного пункта.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутую конфигурацию (архитектуру) формируют с использованием по меньшей мере одного стационарного измерительного пункта.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что упомянутую конфигурацию (архитектуру) формируют с использованием пристартового стационарного измерительного пункта.

8. Наземный автоматизированный комплекс управления космическими аппаратами, предусматривающий использование способа информационного обеспечения запусков космических аппаратов ракетами космического назначения по любому из пп.1-7.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к космической технике. Мобильный измерительный пункт включает центральный пост управления, комплекс обработки информации, радиотелеметрический комплекс, периферийную земную станцию спутниковой связи, антенную систему, средства локальной вычислительной сети, средства пользовательского интерфейса.
Изобретение относится к области средств наблюдения или слежения за полетом космических аппаратов (КА). Способ включает прием и измерение амплитуд сигналов, излучаемых приближающимся активным КА.

Изобретение относится к области слежения за полетом космических аппаратов (КА) и может быть использовано в командно-измерительной системе (КИС) спутниковой связи. Способ включает передачу с наземного сегмента управления КИС по линии «Земля - КА» сигналов, содержащих команды управления КА.

Изобретение относится к области космонавтики и представляет собой наземный автоматизированный комплекс управления космическими аппаратами (НАКУ КА) научного и социально-экономического назначения и измерений и способ его применения.

Изобретение относится к способу управления космическими аппаратами и наземному комплексу управления. Для управления космическими аппаратами центром управления полетом принимают сигнал оперативного контроля с бортового комплекса управления космического аппарата, обрабатывают принятый сигнал, формируют признак наличия аварийных параметров, при его наличии формируют транзитную команду на съем телеметрической информации в текущем сеансе связи, передают ее в бортовой комплекс управления космического аппарата, записывают параметры информации оперативного контроля на сервера центральной базы данных аппаратно-программного комплекса центра управления полетом.

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для передачи телеметрической информации со спускаемого космического аппарата (СКА). Устройство передачи телеинформации со СКА содержит камеру телезонда с теплозащитной оболочкой, телезонд, крышку камеры, два вышибных заряда.

Изобретение относится к космонавтике и может быть использовано в навигации космического аппарата (КА). Принимают измерительные сигналы с КА и квазара, обеспечивают минимальный сдвиг по времени между измерениями с КА и квазара, выбирают проекцию углового положения квазара, максимально приближенную к положению КА, и с совпадением трасс прохождения сигналов от КА и квазара к измерительной станции, определяют двухчастотным методом смещение частот сигналов, определяют погрешность в измерениях скорости КА, определяют интегральную ионизацию трассы квазар-измерительная станция, вычисляют временную задержку прохождения сигнала, равную погрешности измерения дальности, передают полученные данные в баллистический центр совместно с результатами траекторных измерений КА для расчета траектории КА.

Изобретение относится к бортовым системам навигации (БСН) искусственных спутников Земли (ИСЗ) на низких (с высотой до 500-600 км) орбитах. БСН содержит устройство управления системой и соединенные с ним устройство преобразования навигационных сигналов в навигационные параметры, блок преобразования навигационных параметров в параметры движения центра масс (ЦМ) ИСЗ и блок прогнозирования параметров движения ЦМ.

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для защиты Земли и космических аппаратов (КА) от астероидно-кометной опасности (АКО). Выводят на орбиту КА со средствами аппаратуры наблюдения (АН) на базе телескопов, первичной обработки изображений и непрерывной прямой двусторонней радиосвязи, устанавливают АН на Луне, синхронизируют КА-телескопы по шкале единого времени, размещают главную оптическую ось АН каждого КА в точках Лагранжа, поочередно сканируют и получают изображения участков небесной сферы, определяют координаты и блеск наблюдаемых небесных объектов (НО), принимают и обрабатывают на наземном пункте управления изображения с зафиксированными новыми НО, с помощью информационно-аналитического центра мониторинга АКО собирают, обрабатывают, анализируют, систематизируют, каталогизируют и хранят информацию об объектах АКО, строят динамику перемещений НО во времени и пространстве, вычисляют орбиты НО, регулярно обновляют и передают потребителям информацию об уточненных параметрах НО, оценивают степень угрозы математическим методом, основанным на критерии минимума среднего риска и зависящим от стоимости ложной тревоги, вероятности отсутствия столкновения, условной вероятности ложной тревоги, весового множителя, стоимости ущерба при столкновении, вероятности столкновения, условной вероятности пропуска столкновения, плотности вероятности положения КА или Земли в пространстве, отношения правдоподобия, плотности вероятности положения опасных космических объектов в пространстве, принимают решения о дальнейших действиях.

Изобретение относится к радиолокационным системам (РЛС) в составе комплексов активной защиты Земли от приближающихся к ней объектов естественного и искусственного происхождения.
Изобретение относится к области наблюдения или слежения за полетом космических аппаратов (КА) и может быть использовано для обнаружения инспекции КА. Согласно способу, принимают сигналы, излучаемые активным объектом, сближающимся с КА, и измеряют амплитуду принимаемых сигналов. Выполняют обработку и запоминание принимаемых сигналов, сравнивают амплитуду каждого очередного сигнала с амплитудой предыдущего сигнала. О факте инспекции КА судят по переходу режима последовательного увеличения амплитуды принимаемых сигналов к режиму снижения скорости нарастания амплитуды принимаемых сигналов и последующей их стабилизации на постоянном уровне. Технический результат состоит в обнаружении предполагаемой инспекции КА сравнительно простым методом.

Изобретение относится к радиолокации пассивных космических объектов (КО), например, крупных метеоритов и астероидов. Способ включает радиолокационное зондирование КО, вращающегося в процессе полета, периодической последовательностью высокоразрешающих радиосигналов наносекундной длительности. Число этих импульсов соответствует числу ракурсов КО за период его вращения, максимальный из всех периодов вращения КО вокруг его осей. Зондирующую последовательность пропускают через блок регулируемой задержки, перемножают с отраженной последовательностью высокоразрешающих сигналов, фиксируют временную задержку, определяют расстояние между КО и Землей. Одновременно зондирующую последовательность перемножают с отраженной, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное доплеровскому смещению частоты, с помощью которого определяют величину направление радиальной скорости КО, оценивают время вероятного столкновения КО с Землей и принимают меры по недопущению столкновения. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности защиты Земли от крупных метеоритов и астероидов. 2 ил.

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при создании бортовых систем управления космических аппаратов (КА). Бортовая система управления космическим аппаратом (КА) содержит бортовую аппаратуру командно-измерительной системы (БА КИС) со средством защиты информации от несанкционированного доступа, циркулирующей в системе управления КА. Причем бортовая система управления состоит из бортового центрального вычислительного комплекса, систем телеметрического контроля и блока управления бортового комплекса управления, а в цепь питания БА КИС вводится блок сетевых фильтров, состоящий из фильтрующих элементов и конденсаторов. Параметры фильтрующих элементов, обеспечивающих требуемое затухание сигналов, выбираются исходя из характеристик сигналов. Технический результат изобретения заключается в ослаблении сигналов, наведенных в цепь питания КА от БА КИС, посредством сетевых фильтров до безопасных величин. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к комплексам защиты Земли от космических объектов. Система определения параметров движения астероида содержит передатчик, дуплексер, приемопередающую антенну, приемные антенны, опорный генератор, генератор импульсов, электронный коммутатор, гетеродин, смеситель, фильтр разностной частоты, усилители высокой частоты, перемножители, полосовые фильтры, линию задержки, фазовые детекторы, фазовращатель на 90°, блок регистрации, фильтр нижних частот, фазометр и вычислительный блок. Техническим результатом изобретения является повышение точности определения параметров движения астероида, путем использования сложных сигналов с фазовой манипуляцией, приемных антенн, размещенных в азимутальной плоскости по окружности с возможностью их электронного вращения вокруг приемопередающей антенны, размещенной в центре окружности, и двух приемных антенн, размещенных в угломестной плоскости. 2 ил.

Изобретение относится к методам слежения за полётом космического аппарата (КА), на борту которого возникают магнитные помехи. Способ включает генерацию на борту КА временных меток и передачу их вместе с телеметрическими данными на наземный приемный пункт. При этом измеряют параметры орбиты КА и определяют по ним напряженность () магнитного поля Земли (МПЗ). На борту КА измеряют фактическую напряженность () МПЗ, причём к фиксированному моменту времени t0 гасят вращение КА относительно центра масс (для уменьшения вихревых токов). Ошибку временной привязки () телеметрических измерений в момент t0, коэффициент (k) накопления временной ошибки и погрешность () измерения МПЗ из-за влияния собственного магнитного поля КА определяют из условия минимума суммы квадратов разностей между модулями и (зависящей от , k и ) по последовательным моментам измерений. Техническим результатом изобретения является обеспечение точной временной привязки телеметрических измерений с КА в случае наличия изменяющихся во времени погрешностей в формировании бортовых временных меток.
Изобретение относится к способу территориального размещения мобильных командно-измерительных приёмо-передающих станций (мобильных станций). Для реализации способа определяют текущее положение мобильных станций и космических аппаратов, проводящих дистанционное зондирование заданного района Земли с помощью измерительных средств, прогнозируют траектории и рассчитывают трассы полета космических аппаратов с помощью вычислительных средств, определяют геометрический центр зондируемого района и антиподную точку на поверхности Земли с учетом ее угловой скорости вращения, периодов обращения космических аппаратов и ограничений по размещению мобильных станций, определяют место размещения мобильных станций и в соответствии с ними осуществляют их перемещение. Обеспечивается повышение эффективности сбора информации мобильными станциями одновременно от нескольких космических аппаратов и ее обработка.

Изобретение относится к области космонавтики, в частности к комплексам средств измерений, сбора и обработки информации от ракет-носителей и наземным измерительным комплексам разгонных блоков. Во время информационного обеспечения запусков космических аппаратов ракетами космического назначения из средств наземного автоматизированного комплекса управления космическими аппаратами формируют индивидуальную для конкретного запуска пространственно-временную конфигурацию КСИСО РН иили НИК РБ с использованием измерительных пунктов в составе конфигурации, размещаемых в соответствии с траекторией полёта РН иили РБ. Достигается повышение гибкости и надежности информационного обеспечения запуска РКН, а также увеличение эффективности использования наземных средств. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 10 ил.

Наверх