Экономически эффективные технологии навигации геостационарных спутников тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.07.09, доктор технических наук Махненко, Юрий Юрьевич

• Махненко, Юрий Юрьевич
• доктор технических наук
• 2008

Оглавление диссертации доктор технических наук Махненко, Юрий Юрьевич

Перечень сокращений.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБОСНОВАНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ПОДХОДА К ВЫБОРУ

СПОСОБА НАВИГАЦИИ ГЕОСТАЦИОНАРНОГО СПУТНИКА.

1.1. Особенности управления полетом геостационарного спутника.

1.1.1. Баллистические характеристики геостационарной орбиты.

1.1.2. Технические средства обеспечения управления полетом.

1.1.3. Навигационно-баллистическое обеспечение управления полетом

1.2. Основные показатели качества навигации.

1.3. Определение концепции технологии навигации геостационарного спутника и этапов ее разработки.

Выводы к первой главе.

Глава 2. АНАЛИЗ СТРУКТУРНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ТЕХНОЛОГИИ

НАВИГАЦИИ ГЕОСТАЦИОНАРНОГО СПУТНИКА.

2.1. Измерение текущих навигационных параметров.

2.1.1. Физические принципы получения измеряемых параметров для навигации геостационарного спутника.

2.1.2. Источники погрешностей и способы уменьшения их влияния.

2.1.3. Сравнительная оценка информативности измеряемых параметров

2.2. Современные и перспективные измерительные средства для навигации геостационарного спутника.

2.2.1. Траекторные каналы КИС.

2.2.2. Целевые каналы КИС.

2.2.3. Лазерные спутниковые дальномеры.

2.2.4. Фазовые пеленгаторы.

2.2.5. Астрооптические средства наземного базирования.

2.2.6. Бортовые датчики систем ориентации и стабилизации.

2.2.7. Астрооптические средства орбитального базирования.

2.2.8. Аппаратура потребителя космических навигационных систем.

2.2.9. Аппаратура измерений в межспутниковых радиолиниях.

2.3. Реализация методов определения параметров орбиты.

2.3.1. Общие принципы определения параметров орбиты КА.

2.3.2. Особенности определения параметров орбиты СИСЗ.

Выводы ко второй главе.

Глава 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИЧЕСКОГО АППАРАТА ДЛЯ ОЦЕНКИ

ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАВИГАЦИИ.

3.1. Анализ методов оценки показателей качества навигации для обеспечения управления полетом геостационарного спутника.

3.2. Методика обоснования требований к показателям точности навигации космических систем с геостационарными спутниками.

3.3. Методика оценки качества работы измерительных средств.

3.4. Методика расчета априорных и апостериорных характеристик точности навигации геостационарного спутника.

Выводы к третьей главе.

Глава 4. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ СОВРЕМЕННЫХ И ПЕРСПЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НАВИГАЦИИ ГЕОСТАЦИОНАРНОГО СПУТНИКА . 153 4.1 Основные принципы и исходные данные для проведения анализа.

4.2. Многопунктовые технологии навигации.

4.2.1. Использование нескольких КИС для навигации.

4.2.2. Использование сети удаленных пассивных станций.

4.3. Однопунктовые технологии навигации.

4.4. Квазиоднопунктовые технологии навигации.

4.4.1 Привлечение фазового пеленгатора.

4.4.2. Привлечение данных от наземных астрооптических средств.

4.4.3. Использование датчиков системы ориентации и стабилизации.

4.5. Технологии, основанные на использовании межспутниковых измерительных средств.

4.5.1 Использование аппаратуры потребителя космических навигационных систем.

4.5.2. Использование аппаратуры межспутниковой радиолинии.

4.5.3. Использование астрооптических средств орбитального базирования.

4.6. Технологии, предназначенные для выполнения автономной навигации геостационарного спутника.

Выводы к четвертой главе.

Глава 5. ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРИМЕНЯЕМЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НАВИГАЦИИ ГЕОСТАЦИОНАРНОГО СПУТНИКА.•.

5.1. Современные регуляризируклцие процедуры обработки измерений.

5.1.1. Использование метода главных компонент. 209 •

5.1.2. Привлечение априорной информации об ошибках уточняемых параметров.

5.1.3. Применение метода кросс-проверки для выбора параметров регуляризации.

5.2. Исключение некачественных результатов измерений.

5.3. Совершенствование технологий навигации при использовании динамических рекуррентных процедур обработки.

5:3.1. Общие положения метода рекуррентной динамической фильтрации для навигации КА.

5.3.2. Особенности применения метода рекуррентной динамической фильтрации для навигации геостационарного спутника.

5.4 Совместная обработка результатов ИТНП различного вида.

Выводы к пятой главе.

Глава 6. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОДНОПУНКТОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НАВИГАЦИИ ГЕОСТАЦИОНАРНОГО СПУТНИКА.

6.1. Общие положения и особенности применения однопунктовых технологий навигации.

6.2. Разработка экономически эффективной однопунктовой технологии навигации геостационарного спутника для особых случаев его дислокации.

6.3. Разработка экономически эффективной однопунктовой технологии навигации геостационарного спутника без использования угловых измерений

6.3.1. Обоснование подхода к совершенствованию однопунктовой технологии навигации.

6.3.2. Составные части однопунктовой технологии навигации геостационарного спутника без использования угловых измерений.

6.3.2.1. Уменьшение погрешностей модели измерений.

6.3.2.2. Совершенствование модели движения »спутника.

6.3.2.3. Регуляризация процедуры обработки результатов измерений

6.4. Анализ особенностей практической реализации однопунктовых технологий навигации.

6.4.1. Применение однопунктовой технологии для навигации спутника БОНУМ

6.4.2. Результаты применения однопунктовой технологии для навигации спутника КУПОН.

6.4.3. Экспериментальная проверка применения однопунктовых технологий для навигации спутников типаЭКСПРЕСС-АМ.

6.4.4. Результаты применения однопунктовой технологии для навигации спутника КА28АТ

Выводы к шестой главе.

Глава 7. РАЗРАБОТКА ЭКОНОМИЧЕСКИ ЭФФЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НАВИГАЦИИ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОЛЛОКАЦИИ ГЕОСТАЦИОНАРНЫХ СПУТНИКОВ, УПРАВЛЯЕМЫХ ИЗ РАЗЛИЧНЫХ ЦЕНТРОВ

7.1. Анализ проблемы обеспечения безопасного управления полетом геостационарных спутников, удерживаемых в общей точке стояния.

7.1.1. Применение специальных схем управления движением.

7.1.2. Мониторинг возникновения опасных сближений.

7.1.3. Управление для предотвращения опасного сближения.

7.1.4. Навигационные аспекты решения проблемы коллокации.

7.2. Экономически эффективные технологии навигации для обеспечения коллокации спутников, управляемых из различных центров.

7.2.1. Технология навигации на основе применения разностных измерений бортовых НАП.

7.2.2. Технология навигации на основе использования разностных фазо-метрических измерений.

7.2.3. Технология навигации на основе применения совместных дальномерных измерений.

7.3. Совершенствование процедуры мониторинга опасных сближений спутников в окрестности общей точки стояния.

7.4. Рекомендации по организации взаимодействия центров управления полетом спутников при их коллокации.

Выводы к седьмой главе.

Глава 8. ОБОСНОВАНИЕ НАПРАВЛЕНИЙ ДАЛЬНЕЙШЕГО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ НАВИГАЦИИ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ

ГЕОСТАЦИОНАРНЫХ СПУТНИКОВ.

8.1. Особенности условий реализации технологий навигации отечественных геостационарных спутников.

8.2. Анализ применения технологий навигации для перспективных отечественных космических систем с геостационарными спутниками.

Выводы к восьмой главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Экономически эффективные технологии навигации геостационарных спутников»

Среди многочисленных революционных преобразований в различных сферах жизни человека и общества, вызываемых практическими результатами освоения космического пространства, немалое значение принадлежит применению геостационарных спутников (стационарных искусственных спутников Земли - СИСЗ). Основными достоинствами использования выводимых на геостационарную орбиту (ГСО) спутников являются [1-11]: существенное упрощение аппаратуры земных станций связи со спутником, благодаря отсутствию необходимости использовать в антеннах сложные следящие системы, переходить в процессе сеанса со спутника на спутник и пр.; возможность постоянного обслуживания с помощью единственного спутника до 42% земной поверхности за счет сравнительно большой высоты орбиты; обеспечение высокого качества радиосвязи вследствие постоянства уровней сигналов на входах приемников и уменьшения влияния эффекта Доплера; способность организации непрерывного контакта со спутником для контроля состояния его бортовых систем, управления полетом с помощью ограниченного состава наземных средств.

История освоения ГСО началась с успешного вывода на нее в 1964 г. американского спутника 8У1МСОМ-3 [4]. Первый отечественный СИСЗ связи РАДУГА был создан КБ прикладной механики в г. Железногорск Красноярского края (ныне - ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнева) и запущен 22 декабря 1975г. [12]. Рост числа выводимых на ГСО спутников не прекращается до настоящего времени (несмотря на постоянный поиск достойных альтернатив [2]). Согласно принятым международным соглашениям [13-14] количество точек стояния

СИСЗ и количество радиочастотных каналов, которые они могут использовать, относится к ограниченным ресурсам и является общечеловеческой собственностью.

Обеспечение условий геостационарности предполагает непрерывное управление движением центра масс спутника, состоящее в периодическом проведении корректирующих маневров с помощью бортовой двигательной установки. Эффективность такого управления во многом зависит от качества контроля параметров его орбиты, определяемого обобщающим термином навигация СИСЗ. Процесс навигации опирается на проведение специальными, средствами измерений текущих навигационных параметров (ИТНП) спутника, их статистическую обработку, прогнозирование движения. Способы навигации СИСЗ могут отличаться составом привлекаемых измерительных средств, видов ИТНП, применяемым методом обработки. Выбор того или иного способа определяется необходимостью удовлетворения требований к показателям качества навигационно-баллистического обеспечения (НБО), среди которых наиболее значимыми для СИСЗ являются точность, надежность - Как» правило, приходится учитывать и затраты на реализацию, характеризующие экономическую.эффективность проведения навигации.

Решению разнообразных проблем НБО управления полетом СИСЗ посвящено большое количество работ отечественных и зарубежных исследователей, значительная часть из которых приведена в Списке использованной литературы к данной диссертационной работе.

В основополагающих монографиях Лидова М.Л., Вашковьяка М.А., Сочилиной A.C., Киладзе Р.И., Tapley В., Moutenbruck О. и др. исследованы особенности' и рациональные способы описания влияния различных сил на эволюцию орбиты СИСЗ, моделирование его движения при решении навигационных задач.

Работы Чернявского Г.М., Лебедева A.A., Красилыцикова М.И., Малышева В.В., Галкина Р.Д., Назарова А.Е., Баталова В.Н., Eckstein М., Anzel

F., Bassner H. и др. касались реализации оптимальных схем управления движением СИСЗ при его приведении на рабочую долготу, удержании в окрестности заданной точки стояния на ГСО, переводе в другую точку стояния, уводе на орбиту хранения и пр.

Исследования Бартенева В.А., Улыбышева Ю.П., Малышева В.А., Булынина Ю.Л., Gill Е., Pocha J. и др. позволили определить основные методологические положения проектирования ИБО управления полетом КА на ГСО, разработать теорию и математический аппарат для формализации процесса такого проектирования.

В работах Почукаева В.Н., Янчика А.Г., Ступака Г.Г., Севастьянова H.H., Поля В.Г., Soop M., , Rosengren M., Luthcke S., Gill E., Wolf R., Marshall J., Sincarsin G. и др. рассмотрены проблемы и особенности определения орбиты СИСЗ, информативность разных типов привлекаемых к обработке результатов ИТНП.

Статьи и работы Бетанова В.В., Мешкова М.Н., Чаплинского B.C., Kawase S., Kühl С., Degnan J., Sabol С., Douglas Т. и др. затрагивают проблемы обеспечения необходимого состава и точности измерительных систем (дальномерных, угломерных при использовании КИС либо фазовых пеленгаторов, ретрансляционных и пр.), применяемых для навигации СИСЗ.

Проблемы автономной навигации СИСЗ при использовании данных от бортовой НАЛ систем GPS/ГЛОНАСС, аппаратуры межспутниковых радиолиний, датчиков системы ориентации и стабилизации спутника подробно исследованы в трудах Аверина C.B., Соловьева Г.М., Елкина В.М., Ислентьева Е.В., Гречкосеева А.К., Altmayer С., Leibold A., Vonbun F., Ananda M. и др.

Способы навигации СИСЗ отражены в нескольких десятках выданных патентов [120,133-137].

Следует, однако, заметить, что в перечисленных работах и исследованиях затрагиваются, как правило, лишь отдельные аспекты проблемы обеспечения требуемых показателей качества навигации СИСЗ, не учитывается взаимосвязь характеристик привлекаемых измерительных средств, измеряемых параметров, методов их статистической обработки. Достаточно заметить, что до настоящего времени разработчик не имеет полноценного методического аппарата для формулирования требований к показателям навигации конкретного СИСЗ исходя из задач и особенностей его целевого применения.

Другой пласт проблем связан с тем, что целый ряд подходов, методов, алгоритмов, применяемых при навигационном обеспечении современных космических аппаратов, в том числе и геостационарных, в настоящее время очевидно устарел. Во многом это связано и объясняется временем их разработки, соответствующим началу компьютерной эры, когда основным требованием к методу навигации было его быстродействие с учетом возможностей соответствующих ЭВМ. Достигнутый к настоящему времени уровень развития вычислительной техники позволяет по-иному взглянуть на возможности более полного извлечения содержащейся в измерениях информации с помощью специальных процедур обработки. Подобные процедуры многомерного статистического анализа данных разрабатываются и находят все более широкое применение в различных областях науки и техники, связанных с обработкой результатов наблюдений, физических экспериментов и пр.

Значительно повысился за последние 10-12 лет уровень точности, который позволяют обеспечивать современные измерительные средства. Так, предельные погрешности измерения дальности от КИС до СИСЗ за счет уменьшения аппаратурных погрешностей, применения способов компенсации влияния различных факторов могут составлять несколько дециметров. Для лазерных дальномеров эти погрешности не превышают 1 см. Точность измерения направления на СИСЗ относительно оптического телескопа составляет единицы угловых секунд, направляющих косинусов фазового пеленгатора - 10"5 рад.

Очевидно, перечисленные факторы позволяют существенно повышать те или иные характеристики качества навигации СИСЗ. В частности, может ставиться задача применения способа навигации, который обеспечивает необходимые для штатного функционирования СИСЗ точность и надежность с возможно меньшими эксплуатационными затратами. Практика управления полетом СИСЗ различного назначения убедительно показывает, что для большинства их применений, особенно коммерческих, подобный подход является наиболее целесообразным.

Одним из самых экономичных считается однопунктовый способ навигации, именно поэтому получивший широкое применение при управлении полетом зарубежных и ряда отечественных СИСЗ. Привлечение единственной наземной станции (как правило, входящей в контур управления командно-измерительной системы (КИС)), выполняющей по назначенным схемам и с определенной точностью измерения дальности и углового положения спутника, а также применение специального метода их обработки позволяют обеспечивать надежное удержание спутника в регламентируемой области относительно номинальной точки стояния по долготе и широте. Но необходимость проведения угловых измерений предъявляет достаточно жесткие требования к характеристикам антенного устройства, методам обработки измерений, существенно усложняя их и увеличивая стоимость процесса навигации. Затраты на навигацию возрастают также при реализации особого геометрического положения спутника относительно станции, когда для компенсации резкого снижения точности нужно привлекать дополнительные измерительные средства. Актуальной является задача совершенствования однопунктового способа для возможности отказа от использования угловых измерений, обеспечения необходимого уровня точности навигации вне зависимости от точки стояния спутника.

Возрастание уровня требований к точности определения положения СИСЗ при его применении, например, в системах навигационного, геодезического обеспечения вынуждает привлекать дополнительные типы измерительных средств (лазерные дальномеры, фазовые пеленгаторы, оптические телескопы, в перспективе - аппаратуру автономной спутниковой навигации, межспутниковых радиолиний и пр.). Необходимым условием реализации соответствующих способов навигации, практически не учитываемым при проектировании и внедрении таких средств, является обеспечение минимального возрастания эксплуатационных затрат без снижения эффективности выполнения целевой задачи.

Ограниченность свободного ресурса геостационарной орбиты порождает необходимость размещения нескольких спутников в окрестности общей точки стояния — их коллокации. Если такие спутники управляются из различных центров, то основным в решении проблемы обеспечения их безопасного функционирования оказывается именно навигационный аспект. И также крайне важным является минимизация возрастания дополнительных затрат на навигацию при обеспечении как достаточного уровня точности и надежности навигации каждого из спутников, так и безопасности управления.

Перечисленные примеры свидетельствуют о том, что выбор или разработка приемлемого способа навигации СИСЗ, позволяющего обеспечивать условия для решения целевой задачи при возможной минимизации необходимых затрат, является актуальной проблемой. Ее решение существенно осложняется противоречивостью и сложным взаимовлиянием наиболее важных показателей качества навигации СИСЗ — точности, надежности, экономической эффективности, несовершенством применяемых методов обоснования требований к этим показателям, их достоверной оценки, методов обработки измерений и пр. Анализ способов учета подобных факторов приводит к необходимости применения комплексного подхода. Он предполагает использование достоверных методов обоснования требований и оценивания показателей качества навигации, тщательный учет тесной взаимосвязи характеристик типов измерительных средств, видов измеряемых ими параметров и методов их статистической обработки для навигации СИСЗ. Подобный комплексный подход может быть объединен концепцией «технология навигации геостационарного спутника».

Цель диссертационной работы На основе развития комплексного подхода к выбору способа навигации геостационарного спутника разработать научно обоснованные экономичные технологии навигации, применение которых позволяет снижать эксплуатационные расходы при выполнении требований к точности и надежности.

В соответствии с целью работы проводились исследования по следующим направлениям:

- поиск путей комплексного учета требований к показателям качества навигации СИСЗ для обеспечения возможности сокращения эксплуатационных расходов при сохранении требуемых уровней точности и надежности навигации.

- разработка технологий навигации СИСЗ, обеспечивающих выполнение ими целевых задач при снижении уровня эксплуатационных расходов на ИБО.

- экспериментальное исследование предложенных технологий навигации СИСЗ и разработка рекомендаций по их практическому применению.

- обоснование направлений дальнейшего совершенствования технологий навигации отечественных СИСЗ .

Объектом исследований является система навигационно-баллистического обеспечения управления полетом геостационарных спутников.

Предметом исследований являются технологии навигации геостационарных спутников.

При проведении исследований и обоснований используются методы теории вероятностей и математической статистики, теории решения некорректных задач, методы многомерного статистического анализа, математического моделирования, теории оценивания, вычислительной математики и программирования.

В структурном отношении работа состоит из Введения, 8 разделов и Заключения.

В первой главе проводится обоснование комплексного подхода к выбору или разработке способа навигации СИСЗ. Для этого рассматриваются принципы организации НБО управления его полетом, которые вытекают из особенностей орбиты, требований к показателям качества навигации для управления движением центра масс СИСЗ различного назначения, возможностей привлекаемых технических средств.

Анализируются возможности применения комплексного подхода, предполагающего использование достоверных методов обоснования требований и оценивания показателей качества навигации, тщательный учет тесной взаимосвязи характеристик типов измерительных средств, видов измеряемых ими параметров и методов их статистической обработки для навигации СИСЗ. Предложено объединять перечисленные компоненты рассматриваемого комплексного подхода в единой концепции «технология навигации геостационарного спутника».

В рамках этой концепции обоснование способа контроля параметров орбиты СИСЗ понимается как оптимизационный процесс выбора из имеющегося множества типов измерительных средств и видов измеряемых параметров некоторого подмножества, удовлетворяющего заданным требованиям с учетом особенностей программы полета конкретного спутника. Показано, что наиболее целесообразный оптимизационный критерий состоит в обеспечении экономической эффективности навигации при достаточности требуемой точности и надежности.

Во второй главе выполняется анализ структурных составляющих технологии навигации СИСЗ для их сравнительной характеристики: видов измеряемых параметров; типов измерительных средств; методов обработки результатов ИТНП.

Рассмотрение физических принципов, лежащих в основе получения наклонной дальности, углового положения спутника относительно наземного измерительного средства, радиальной скорости, источников погрешностей этих измеряемых параметров и способов компенсации их влияния, оценка информативности по отношению к различным уточняемым параметрам используется для обоснования характеристик измерительных средств, а также для выбора технологии навигации СИСЗ.

Выполняется последовательный анализ характеристик основных типов измерительных средств, которые применяются либо могут применяться для навигации СИСЗ: измерительных и целевых каналов КИС, фазовых пеленгаторов, бортовых датчиков систем ориентации и стабилизации, лазерных спутниковых дальномеров, астрооптических средств наземного и орбитального базирования, аппаратуры потребителя космических навигационных систем, аппаратуры получения межспутниковых измерений. Подобный анализ, включающий и оценку возможных затрат при подготовке и эксплуатации указанных средств, также является составной частью выбора технологии навигации.

Рассмотрены общие принципы определения параметров орбиты произвольного КА по данным обработки результатов ИТНП, соответствующие решению общей математической задачи оценки состояния описываемой дифференциальными уравнениями системы по наблюдениям, относящейся к классу обратных краевых задач. Такие задачи являются неустойчивыми (некорректными) в смысле допустимости ситуаций, когда даже малые возмущения в исходных данных вызывают значительные изменения в результатах их решения. Подобные ситуации весьма вероятны при навигации СИСЗ, например, ввиду крайне низкой динамики их движения по отношению к наземным измерителям.

Показано, что особенности определения орбиты СИСЗ связаны с необходимостью регуляризации процедуры обработки ИТНП, выбором системы элементов для описания его орбитального движения, состава уточняемых параметров, учетом относительной значимости различных видов измеряемых параметров, исключением некачественных результатов ИТНП, применением рекуррентных методов обработки. Предложены предпочтительные процедуры для учета перечисленных особенностей при обосновании технологии навигации СИСЗ.

В третьей главе проводится анализ известных и излагается сущность разработанных методик для определения требований и оценки показателей качества навигации. Требования к точности навигации выражаются в виде допустимых ошибок определения долготы и широты спутника на интервале управления. Разработанная методика определения этих значений, предполагает учет специфичных для каждого спутника особенностей применяемой схемы управления движением, оценку влияния различных возмущений, включая отклонения от номинальных значений тяг двигательных установок при проведении коррекций, эволюции тех или иных параметров орбиты спутника между маневрами, некомпенсируемой с помощью маневров части смещения спутника.

Формулируется задача оценки точности навигации в контексте решаемой проблемы. Рассматриваются известные методы априорной и апостериорной оценки точности навигации СИСЗ. Обосновываются преимущества адаптивных непараметрических методов оценивания, опирающихся на вероятностный подход, но извлекающих информацию о законах распределения из самой обрабатываемой выборки навигационных определений. Один из них, основанный на построении эмпирической функции распределения вероятностей на множестве псевдовыборок, генерируемых с помощью бутстреп-процедуры, лежит в основе > разработанной методики оценки точности навигации СИСЗ. Показано, что методика может использоваться на этапах проектирования, штатной эксплуатации, послеполетного анализа результатов ИБО.

Рассматриваются методы оценки характеристик различных измерительных средств, привлекаемых для проведения ИТНП СИСЗ. Анализируются применяемые способы их юстировки, показатели качества работы измерительных средств. Описывается разработанная методика, которая отличается возможностью получения оценок показателей, специфических для навигации именно СИСЗ. Отмечается возможность применения методики в достаточно типичных ситуациях, когда измерения эталонных средств имеют высокую (и известную) точность, однако параметры соответствующей эталонной орбиты не позволяют получить достоверную оценку точности измерения проверяемого средства.

Результаты применения разработанных методик для получения оценок точности, надежности, экономической эффективности существующих и перспективных технологий навигации СИСЗ излагаются в четвертой главе диссертационной работы.

Исследуется зависимость точности навигации, достигаемой при реализации многопунктовых технологий с использованием КИС, от геометрического положения КИС как друг относительно друга, так и относительно обслуживаемого ими СИСЗ, от структуры мерного интервала, уровня погрешностей измерений, наличия возмущений, вызываемых ошибками учета силы тяги двигательной установки на участках проведения маневров или разгрузок. Отмечается, что хотя обеспечиваемые точность и надежность навигации могут быть достаточно высокими, но и экономические затраты на реализацию подобных технологий обычно крайне велики.

Проводится анализ характеристик многопунктовых технологий навигации с использованием сети разнесенных пассивных станций, который показывает, что в общем случае они уступают по точности и надежности многопунктовым технологиям с использованием КИС, но требуют существенно меньших затрат на реализацию.

Рассматриваются особенности применяемых однопунктовых технологий для навигации СИСЗ. Показывается, что эти технологии являются обычно наиболее удобными и экономичными. Однако, несмотря на всю привлекательность, возможность их применения с точки зрения достижения требуемого уровня точности и надежности навигации требует обеспечения определенных условий: заданных точности измерения дальности и углов, межсеансового разброса постоянной систематической погрешности углов, плана проведения измерений.

Среди получивших распространение на практике подходов к повышению точности и надежности навигации СИСЗ по сравнению с получаемыми при использовании однопунктовых технологий при допустимом возрастании уровня экономических затрат рассматривается привлечение к измерениям основной КИС дополнительных измерений от высокоточных угломерных систем - фазовых пеленгаторов, наземных астрооптических средств, а также бортовых датчиков системы ориентации и стабилизации. Проводится анализ характеристик подобных квазиоднопунктовых технологий. Рассмотренные возможности реализации этих технологий позволяют определить структуру мерного интервала, составы уточняемых параметров.

Анализируются технологии использования межспутниковых измерительных средств - аппаратуры потребителя космических навигационных систем ОРЭ/ГЛОНАСС, аппаратуры проведения ИТНП по межспутниковым радиолиниям, специальных астрооптических средств орбитального базирования. Описываются разработанные способы повышения точности и надежности навигации СИСЗ за счет использования межспутниковых измерительных средств.

Рассмотрены технологии для выполнения автономной навигации СИСЗ. Приводятся результаты оценки и надежности навигации при использовании этих технологий для перспективных систем.

В пятой главе излагаются практических аспекты совершенствования существующих технологий навигации: особенности применения регуляризующих процедур для обработки измерений, реализации способов исключения некачественных результатов, применения динамических рекуррентных процедур, выбора весовых коэффициентов.

Среди регуляризующих процедур выбраны как наиболее целесообразные способ привлечения априорной информации об ошибках уточняемых параметров либо применение метода главных компонент, показавшие свою практическую эффективность при НБО управления полетом СИСЗ. Для выбора настроечных параметров в этих процедурах рассмотрено использование метода кросс-проверки, достоинством которого является устойчивость к наличию значительных неопределенностей в используемых моделях и в исходной информации.

Описывается разработанный полуэмпирический метод исключения некачественных результатов измерений, применение которого позволяет повышать надежность навигации СИСЗ. Его преимущества состоят в возможности учета ошибок в исходных параметрах орбиты спутника и в описании модели движения, результатов исключения некачественных измерений на предыдущих итерациях, в использовании ограничений на конечные значения допустимых отклонений.

Рассматриваются особенности применения рекуррентных процедур обработки измерений, позволяющих повышать точность навигации в условиях высокого уровня неопределенностей относительно параметров действующих сил и возмущений: выбор состава уточняемых параметров, способы назначения исходной матрицы ошибок вектора состояния, расчет матрицы шума, исключение некачественных результатов СИСЗ, возможности повышения точности навигации за счет применения итерационной обработки.

Шестая глава посвящена изложению особенностей разработанных экономичных однопунктовых технологий навигации. Формулируются основные теоретические предпосылки возможности применения однопунктовой технологии для навигации СИСЗ с точностью, обеспечивающей условия его надежного удержания в заданном угловом диапазоне по долготе и широте.

Рассматриваются особые варианты навигации, когда отличие в долготах станции и точки стояния спутника не превышает 3°-4° и ошибка определения долготы спутника может возрастать в несколько раз. Описана предложенная модификация однопунктовой технологии, предусматривающая ограничение области изменения постоянной составляющей систематической погрешности измерения угла азимута при ее уточнении за счет привлечении априорной информации в виде ковариационной матрицы ошибок уточняемых параметров, выборе значения коэффициента при матрице с помощью метода кросс-проверки

Анализируются недостатки и ограничения однопунктовой технологии, связанные с необходимостью выполнения ряда дополнительных требований как к используемым техническим средствам, так и к соответствующим методам обработки измерительной информации, заметно снижающим экономичность этой технологии. Ставится задача получения требуемых показателей точности и надежности навигации при использовании только дальностей от одного пункта. Описывается разработанная общая схема исследованного подхода к навигации СИСЗ по измерениям дальности от одной станции, основанная на повышении точности применяемой модели измерений и модели движения спутника, регуляризации процедуры обработки результатов ИТНП за счет раздельного уточнения внутриплоскостных и внеплоскостных параметров орбиты, применения методов многомерного статистического анализа для наиболее полного извлечения содержащейся в измерениях информации.

Приводятся результаты применения разработанных однопунктовых технологий, как на модельных, так и на реальных примерах при НБО управления полетом спутников БОНУМ-1, КУПОН, ЭКСПРЕСС-АМ1,

ЭКСПРЕСС-АМ11, ЭКСПРЕСС-АМ22, а также спутника КАг8АТ-1.

В седьмой главе проведено описание разработанных экономически эффективных технологий навигации для обеспечения коллокации геостационарных спутников, управляемых из разных центров.

Рассмотрение способов решения проблемы коллокации позволяет резюмировать, что реализация специальных схем управления движением достаточно сложна и реально осуществима лишь для спутников, управляемых из единого центра. Применение этих схем при управлении спутниками из разных центров не позволяет гарантированно устранять риск их столкновения, выполнение мониторинга относительного положения спутников в общем случае приводит к необходимости слишком частого применения мер по предотвращению опасного сближения, большей частью являющихся излишними, а величины соответствующих маневров должны быть достаточно большими.

Изложены особенности реализации разработанных технологий, основанные на формировании дифференциальных измерений и их обработки для расчета непосредственно параметров относительного движения спутников. В первой из них подобные дифференциальные измерения получаются из принятых в составе телеметрической информации одним из центров псевдодальностей и псевдоскоростей от установленной на борту каждого из спутников аппаратуры НАП. Во второй технологии предполагается возможность привлечения дополнительного измерительного средства -фазового пеленгатора, способного принимать сигналы от каждого из контролируемых спутников для формирования дифференциальных измерений углов азимута и места. Описана также оригинальная технология навигации СИСЗ при их коллокации, основанная на использовании совместных измерений.

Представлены результаты проведенных исследований по возможности проведения комбинированной проверки наличия опасных сближений спутников при их коллокации, которая опирается на ряд особенностей относительного движения и определения орбиты геостационарного спутника, в частности, на обусловленную геометрическими условиями существенно более высокую точность определения параметров орбиты в радиальном направлении по сравнению с тангенциальным и бинормальным направлениями. Исследуются способы устранения обнаруженного опасного сближения за счет небольшого сдвига расчетного времени планового маневра удержания спутника по долготе, либо проведения дополнительного маневра коррекции эксцентриситета орбиты.

В восьмой главе проводится обоснование направлений дальнейшего развития технологий навигации отечественных СИСЗ.

На основе проведенного анализа современных технологий навигации СИСЗ, учета мирового опыта и тенденций развития этих технологий выделяются наиболее целесообразные направления их дальнейшего совершенствования применительно к отечественным условиям и возможностям. Обосновываются преимущества применения в ближайшей 10-15 летней перспективе однопунктовых технологий навигации с точки зрения минимизации затрат на их реализацию при обеспечении требуемых для обеспечения надежного удержания точности навигации, включая предложенный в работе вариант, не предполагающий привлечение угловых измерений.

Рассматриваются условия целесообразности применения квазиоднопунктовых технологий на основе привлечения наблюдений астрооптического телескопа, измерений фазового пеленгатора, бортовой аппаратуры астронавигации, оптических датчиков. Анализируются предпосылки и ограничения применения аппаратуры спутниковой навигации на борту отечественных СИСЗ.

В Заключении приведена общая характеристика работы и основные выводы по результатам диссертации.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Научно обоснованная концепция «технология навигации геостационарного спутника», структурно объединяющая типы измерительных средств, виды измеряемых ими параметров, методы их статистической обработки и подразумевающая применение комплексного подхода к обоснованию требований и оцениванию показателей качества навигации.

2. Комплекс методик для обоснования требований к показателям качества навигации разрабатываемых космических систем с СИСЗ, для оценки точности навигации, а также результаты анализа применяемых и перспективных технологий навигации СИСЗ.

3. Экономически эффективные однопунктовые технологии навигации СИСЗ.

4. Экономически эффективные технологии навигации для обеспечения безопасного функционирования СИСЗ, управляемых из различных центров, при их удержании в окрестности общей точки стояния на ГСО.

5. Рекомендации по совершенствованию разработанных и направлениям развития перспективных технологий навигации отечественных СИСЗ.

Заключение диссертации по теме «Динамика, баллистика, дистанционное управление движением летательных аппаратов», Махненко, Юрий Юрьевич

Основные выводы, отражающие теоретическую и практическую значимость работы, сводятся к следующему.

1. Обоснована концепция «технология навигации геостационарных спутников», позволяющей применять комплексный подход к обоснованию требований и оцениванию показателей качества навигации космических систем с СИСЗ.

2. Выполнен анализ структурных составляющих технологии навигации геостационарных спутников - типов измерительных средств, видов измеряемых параметров, способов их обработки, учитывающих специфику орбиты, требования к показателям качества навигации.

3. Усовершенствовано методическое обеспечение для обоснования требований к показателям качества навигации, оценки точности навигации, характеристик качества работы измерительных средств.

4. Выполнен анализ показателей качества навигации современных и перспективных технологий. Результаты анализа позволяют проводить сравнение различных технологий для обоснованного их выбора при НБО управления полетом СИСЗ различного назначения.

5. Созданы и конструктивно проработаны экономически эффективные однопунктовые технологии навигации, предполагающие использование измерений только дальностей от единственной наземной станции, обеспечение высокой точности навигации при удержании спутника в особой точке, а также навигации спутников при их коллокации. Получен патент на изобретение, подготовлены предложения в Международный Союз Электросвязи по обеспечению коллокации СИСЗ при их управлении из разных центров.

6. Впервые поставлены и решены;задачи применения комплексного подхода для обоснования требований к показателям качества навигации СИСЗ, оцениванию этих показателей, выбору и использованию типов измерительных средств, видов; измеряемых параметров и методов их статистической обработки на основе критерия минимума эксплуатационных затрат при достаточности точности и надежности навигации; проведения оценки точности навигации; СИСЗ адаптивным методом с использованием вероятностного подхода при извлечении информации о; законе распределения ошибок.из самой выборки навигационных измерений; - разработки экономически эффективной однопунктовой технологии навигации СИСЗ без использования угловых измерений; разработки экономически эффективной технологии навигации СИСЗ при его дислокации в особой точке стояния; разработки экономически эффективных технологий навигации СИСЗ, управляемых из различных центров, при удержании в окрестности общей; точки стояния;

7. Обоснованы перспективы применения и направления совершенствования технологий для навигации отечественных СИСЗ с учетом проведенного анализа возможностей и^ особенностей условий их применения.

8. Полученные решения позволяют:

- производить выбор технологии навигации СИСЗ с применением комплексного подхода на основе: критерия минимума затрат при достаточности достигаемой точности и надежности навигации;

- повышать достоверность оценки точности навигации СИСЗ за счет применения адаптивного непараметрического метода оценивания;

- сокращать эксплуатационные затраты при реализации однопунктовой технологии навигации благодаря отказу от проведения и обработки угловых измерений, соответствующему упрощению антенн измерительных средств, снижающих их стоимость более, чем в 1.5-2 раза;

- выполнять навигацию СИСЗ' при его дислокации в окрестности особой точки относительно наземной измерительной станции без привлечения дополнительных измерительных средств^ что позволяет снижать затраты на навигацию не менее, чем на 20-25%;

- сокращать эксплуатационные затраты на навигацию при обеспечении удержания в окрестности общей точки стояния нескольких СИСЗ, управляемых из разных центров в 1.5-2 раза; .

- применять обоснованные в работе рекомендации для совершенствования^ технологий навигации в перспективных отечественных системах с СИСЗ. '* •

Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 18-ти научных конференциях и совещаниях, наиболее значимыми из которых являются научно-техническая конференция- ЦНИИ МАШ (1983г.); Межведомственный научно-технический семинар 50 ЦНИИКС МО (1992г.); Конференция операторов/пользователей компании Boeing Company (2000г.), V Межведомственная конференция «Системный анализ и управление космическими комплексами. Исследование и освоение космоса в наступающем веке» (2000г.); Научные чтения памяти основоположников космонавтики (2003г.), XXVI и XXVII академические чтения по космонавтике (2002г. и 2003г.); 1-я межведомственная научная конференция Российской Академии Космонавтики (2003г.); XII' Санкт-Петербургская международная конференция (2005г.); V научные чтения^ имени М.К. Тихонравова (2006г.), 1-я Международная научная конференция академий астронавтики (ИАА) и космонавтики (РАКЦ) «Космос для человечества» (2008г.).

Результаты диссертационной работы внедрены в комплексы программ НБО управления полетом геостационарных спутников КУПОН, БОНУМ-1, PALAPA-B2R, KAZSAT-1, спутников серии ЭКСПРЕСС-AM. Кроме того, результаты исследований используются в учебном процессе в ВУЗах Министерства образования и науки РФ (МГУ, МАИ, МЭИ).

Материалы и результаты исследований могут в дальнейшем использоваться в промышленных организациях и организациях РФ при: совершенствовании существующих программных комплексов, предназначенных для использования при НБО управления полетом СИСЗ различных конструкций и назначения;

- разработке предложений по выбору наиболее рациональных способов навигации исходя из критерия минимизации эксплуатационных затрат при обеспечении требуемых точности и надежности;

- разработке и проектировании перспективных программных комплексов для НБО отечественных СИСЗ; оценке тактико-технических характеристик перспективных космических систем с СИСЗ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации на основании выполненных исследований изложены научно обоснованные экономически эффективные технологии навигации геостационарных спутников, применение которых позволяет снижать затраты на эксплуатацию при обеспечении требований к точности и надежности навигации. Научное обоснование экономически эффективных технологий навигации базируется на применении комплексного подхода к выбору способа навигации.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Махненко, Юрий Юрьевич, 2008 год

1. Clarke, Arthur С. "Extra-Terrestrial Relays: Can Rocket Stations Give Worldwide Radio Coverage?" Wireless World, October 1945, p. 306.

2. Чернявский Г.М., Бартенев B.A. Орбиты спутников связи. М.: Связь, 1978.

3. Кантор Л.Я., Тимофеев В.В. Спутники связи и проблема геостационарной орбиты. -М.: Радио и связь, 1987.

4. Kelso T.S. Basics of the Geostationary Orbit, Satellite Time, 4, no.7, 1998, pp. 76-77.

5. Назаров A.E. Особенности использования ГСО для космических систем связи и основные требования к баллистическому обеспечению этих систем. «Полет», 2006, № 11, С. 23-27.

6. Спутниковые системы связи и вещания (2005, часть 1). — М.: Издательское предприятие журнала "Радиотехника" 2005.

7. Улыбышев Ю.П. Геостационарная орбита как исчерпаемый ресурс, «Полет», 2008, № 7, С. 20-25.

8. Урличич Ю.М., Махненко Ю.Ю. и др. Современные технологии навигации геостационарных спутников М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. - 272 С.

9. S.B.Luthcke et al., Precision Orbit Determination Using TDRSS,- Journal of Astronautical Sciences, May, 1997,Vol.48,N3,p.567-598.

10. Hua Su. Precise Orbit Determination of Global Navigation Satellite System of Second Generation, Doctor Dissertation, Institute of Geodesy and Navigation, University FAF Munich, Germany, 2000.

11. E.Gill Precise Orbit Determination of the GNSS-2 Space Segment from Ground-Based and Satellite-To-Satellite Tracking, 2nd European Symposium on Global Satellite Navigation Systems GNSS 98, Toulouse, 1998.

12. Копик А., Лисов И. 30 лет «Радуге» // Новости космонавтики. 2006. -№2 (277), т. 16.

13. Radio Regulations, International Telecommunication Union, Geneva, Edition of 2004. Publication Notice No. 119-04-REV-04.

14. Спутниковая связь и вещание: Справочник. 3-е изд., перераб. и доп. /Под. ред. Л.Я.Кантора. - М.: Радио и связь, 1997.

15. Жодзишский А.И., Махненко Ю.Ю. Оценка достижимой точности удержания спутников на геостационарной орбите Электросвязь, №8, 2002.

16. Чернявский Г.М., Бартенев В.А., Малышев В.А. Управление орбитой стационарного спутника. — М.: Машиностроение, 1984.

17. Brij N. Agrawal. Design of Geosynchronous Spacecraft, Prentice-Hall, INC., Englewood Cliffs, NJ 07632, 1986.

18. Soop M. Handbook of Geostationary Orbits — Space Technology Library, Kluwer Academic Publishers, 1994.

19. Лебедев А.А., Красильщиков М.Н., Малышев В.В. Оптимальное управление движением космических летательных аппаратов. М., «Машиностроение», 1974.

20. Махненко Ю.Ю. и др. НТО «Разработка предложений по организации и технологии НБО испытаний и штатной эксплуатации геостационарного КА при использовании перспективных методов навигации», ЗАО «ЭКА», 1997 -С.16

21. Назаров А.Е., Чаплинский B.C. и др. НТО «Анализ и оценка точности навигации для высокоточного решения навигационной задачи с целью автоматического удержания КА КУПОН в сверхмалых диапазонах», ЗАО«ЭКА», 1997. С. 23

22. Управление и навигация ИСЗ на околокруговых орбитах /М.Ф.Решетнев, А.А.Лебедев, В.А. Бартенев и др.-М.: Машиностроение, 1988 г.

23. Махненко Ю.Ю. Выбор модели движения для навигации геостационарного спутника. Электронный журнал «Исследовано в России», 86, 878-883, 2008, http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2008/087.pdf

24. Вашковьяк М.А., Лидов М.Л. О приближенном описании эволюции орбиты стационарного ИСЗ Космические исследования,1973,т.11,№3,с.347.

25. Молотов Е.П. Наземные радиотехнические системы управления космическими аппаратами, М: ФИЗМАТЛИТ, 2004.

26. Вейцель В.А. Радиосистемы управления: учеб.для вузов. М.:Дрофа, 2005.

27. Иванов H.M., Лысенко Л.Н., Баллистика и навигация космических аппаратов: Учебник для вузов, М.: Дрофа, 2004г.

28. Говоров Л.В., Шакин В.А. Баллистическое обеспечение систем спутниковой связи, М.: Военное издательство, 1984.

29. Космические траекторные измерения. /Под ред. Агаджанова П.А., Дулевича В.Е., Коростелева А.А. М.: Сов. радио, 1969.

30. Махненко Ю.Ю. Разработка экономически эффективных технологий навигации геостационарных спутников. Авиакосмическое приборостроение, 2008, № 4. С. 2-7.

31. F.Sawada and S.Kawase: Near-Miss Analysis for Non-coordinated, Co-located Geosynchronous Satellites, 7th Workshop on Astrodynamics and Flight Mechanics, IS AS, Sagamihara, July 1997.

32. Kuhl C. Combined Earth-Star Sensor for Attitude and Orbit Determination of Geostationary Satellites. Doctor Dissertation, Institute of Flight Dynamics and Control at the University of Stuttgart, Germany, 2005.

33. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования, 3-е изд. /Под. ред. Перова А.И., Харисова В.Н. - М.: Радиотехника, 2005.

34. Справочник по радиолокации, т.1 /Под ред. Сколника М. -М.: Сов радио, 1976.

35. Яковлев О.И. распространение радиоволн в космосе. -М.: Наука, 1985.

36. Wolf R. Satellite Orbit and Ephemeris Determination using Inter Satellite Links, Institute of Geodesy and Navigation, Univ. FAF Munich, Germany, 2000.

37. ГОСТ 25645.146 89. Ионосфера Земли. Модель глобального распределения концентрации, температуры и эффективной частоты соударений электронов. Часть 1. Таблицы параметров. М.: Изд-во стандартов, 1990.

38. Бажинов И.К., Алешин В.И., Почукаев В.Н., Поляков B.C. Космическая навигация. М., «Машиностроение», 1975.

39. Сетевые спутниковые радионавигационные системы. Под ред. Шебшаевича, изд. 2-е, Москва, 1993 г.

40. Глобальная спутниковая навигационная система ГЛОНАСС. Интерфейсный контрольный документ, редакция 5.0 М.: КНИЦ, 2002.

41. Harles G. et al. Operational Aspects of an Innovative, DVB-S based, Satellite Ranging Tool, 8th International Conf on Space Operations, Montreal, Canada, May 2004.

42. Wauthier P. et al. On the co-location of eight Astra satellites, International Symposium on Space Dynamics, Biarritz, June 26-30, 2000.

43. Lander J., Powell Т., Cox J. Orbit Determination and Satellite Navigation, Crosslink, Vol. 3, No. 2, summer 2002, pp. 22-29.

44. Degnan J. Satellite Laser Ranging: Current Status and Future Prospects, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, Vol. GE25, No. 4, July 1985.

45. Degnan J. Millimeter Accuracy Satellite Laser Ranging: A Review. Geodynamics Series, Vol. 25, 1993. pp 133-160.

46. Нурутдинов K.X., Тарадий B.K. Алгоритмы лазерной дальнометрии ИСЗ. Модель топоцентрических дальностей. Часть 2. Киев, Институт теоретической физики АН УССР, препринт ИТФ-90-ЗР. 1989.

47. Rosengren М. et al., Keeping Track of Geostationary Satellites. A novel and less costly approach, ESA bulletin 119, August 2004.

48. Kawase S., Sawada F. Relative Orbit Estimation of Close Geosynchronous Satellites Using Differential Radio Interferometer. Proceedings of 11th International Astrodynamics Symposium,Gifu, Japan, May 1996, pp.316-320.

49. Kawase S. Radio-Interferometer for Geo Orbit Survey, 18th International Symposium on Space Flight Dynamics, October 2004, Munich, Germany.

50. Kiladze R.I., Sochilina A.S., et al. On new investigations of geostationary satellite motion,Revista Brasileira de Ciencias Mecanicas, vol.21,1999,pp.534-541

51. Kawase S. Orbit Determination Accuracy for Optically Tracked Near-Synchronous Satellites. The 15lh International Symposium on Space Flight Dynamics, Biarrits, France, June 2000, Paper No. MS00/43.

52. Pearce E. et al. Application of the GEODSS Auxiliary Telescope for Wide Area Search with the MIT/LL CCD Imager, 2001 Core Technologies for Space Systems Conference, 28-30 November 2001.

53. Sabol C. Improved Angular Observations in Geosynchronous Orbit Determination. Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 2001, vol.24, No.1,pp.123-130.

54. Ziegler G. Improvement of Operational Orbit Determination by Including Optical Measurements From a 1M Telescope, 18th International Symposium on Space Flight Dynamics, 11-15 October 2004, Munich, Germany.

55. Alby F. et al. Status of CNES Optical Observations of Space Debris in Geostationary Orbit, COSPAR 2002.

56. Махненко Ю.Ю. Использование данных оптических телескопов при навигационно-баллистическом обеспечении управления полетом геостационарных спутников, Двойные технологии, № 4(25), 2003, стр. 13-15.

57. Мохов В. Военные перспективы российского космоса // Новости космонавтики. 2002. - №10.

58. McCall G. Space Surveillance, US Air Force Space Command, 2001.

59. Почукаев B.H. О некоторых тенденциях в развитии систем управления КА. «Космонавтика и ракетостроение», N 20, ЦНИИМАШ, 2000г.

60. Махненко Ю.Ю. Об учете влияния непрозрачности атмосферы и несферичности формы Земли при расчете зон взаимной радиовидимости в спутниковой системе, Деп. в ЦСИФ ЦИВТИ МО СССР, 1981.- 12 С.

61. Аверин С.В. Разработка и исследование свойств адаптивного алгоритма определения координат искусственных спутников Земли по сигналам систем ГЛОНАСС и GPS Диссертация КТН, МИИГАиК, 1999.

62. Ислентьев Е.В., Гречкосеев А.К. Определение параметров орбит геостационарных КА по сигналам навигационных систем ГЛОНАСС и GPS. Известия вузов. Приборостроение, 2004, т. 47, N 4 С. 5 - 9.

63. W.Enderle et al., New Dimension for GEO and GTO AOCS Applications Using GPS- And Galileo Measurements, Proceedings of ION GPS 2002; Sep. 2427, 2002; Portland, Oregon, pp. 111-121.

64. Altmayer C., Martin S., Theil S. Autonomous Onboard Orbit and Attitude Control of Geostationary Satellites Using Pseudolites, Proceedings of ION GPS-98; Sep. 15-18, 1998; Nashville, Tennessee, pp. 1565-1575.

65. Balbach O. et al. Tracking GPS -Above GPS Satellite Altitude: Results of the GPS Experiment on the HEO Mission EQUATOR-S, Proceedings of ION GPS-98; Sep. 15-18, 1998; Nashville, Tennessee, pp. 1555-1564.

66. Чаплинский B.C., Махненко Ю.Ю. Методы и типовая технология навигационных измерений в наземно-космической командно-информационной сети, Сборник трудов СИП РИА, вып. 9, 2002, стр. 17-30.

67. F.O.Vonbun, P.D.Argentiero, P.E.Schmid. Orbit Determination Accuracies Using Satellite-to-Satellite Tracking,- IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, November, 1978,Vol. 14,N6,p.834-843.

68. Махненко Ю.Ю., Прут В.И. и др. Анализ погрешностей, навигационной -аппаратуры потребителя ГЛОНАСС/GPS при проведении траекторных измерений.//Гироскопия и навигация-2005, № 3(50). С. 3-13.

69. J.A.Marshall et al., An Assessment of TDRSS for Precision Orbit Determination. Journal of Astron. Sciences, January, 1996,Vol.44, N1,pp.115-127.

70. Бартенев B.A. и др. Повышение автономности и надежности баллистического обеспечения геостационарных ИСЗ за счет использования бортовой астронавигации. Труды международной научно-технической конференции, 1994 г.

71. Жданюк Б.Ф. Основы статистической обработки траекторных измерений. М.: Сов.радио, 1978.

72. Пантелеев В.Л. Введение в математическую обработку астрономических наблюдений (МОН), Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова, Физический факультет, Курс лекций, Москва, 2000.

73. Аким Э.Л., Энеев Т.М. Определение параметров движения КА по данным траекторных измерений //Космические исследования. 1963. Т.1. №1. с.5.

74. Эльясберг П.Е.' Определение движения по результатам измерений-М.:Наука,1976.

75. Tapley В. et al. Statistical Orbit Determination. Elsevier Academic Press, 2004.

76. Vighnesam N., Sonney A. Precise Relative Orbit Estimation of INSAT Missions // 18th International Symposium on Space Flight Dynamics, October, 2004, Munich, Germany.

77. Лоусон 4., Хенсон P. Численное решение задач метода наименьших квадратов /Пер. с англ. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986.

78. Сильвестров С.Д., Васильев В'.В. Структура космических измерительных систем. М.: Сов. радио, 1979.

79. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач: Учебное пособие для студентов вузов.- 3-е изд., испр.- М.: Наука, 1986.

80. Турчин В.Ф., Козлов В.П., Малкевич М.С. Использование методов математической статистики для решения некорректных задач, Успехи физических наук, том 102, вып. 3, 1970г. ноябрь, с. 345.

81. Алифанов О.М., Артюхин Е.А., Румянцев С.В. Экстремальные методы решения некорректных задач. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988.

82. Махненко Ю.Ю. Применение регуляризирующих процедур обработки данных при навигации геостационарных спутников. Вестник Московского государственного авиационного института (технического университета), 2008, №2.-С. 7-13.

83. Катковник В.Я. Непараметрическая идентификация и сглаживание данных: метод локальной аппроксимации. М.: Главная ред. физ-мат. литературы, 1985.

84. Эфрон Б. Нетрадиционные методы многомерного статистического анализа. М.: Финансы и статистика, 1988.

85. Kalman R.E. A New Approach to Linear Filtering and Prediction Problems, Trans, of the ASME: Journal of Basic Engineering. Vol.82, ser D, N1, March 1960, pp. 35-45.

86. Soop M. Geostationary-Orbit Determination by Single-Ground-Station Tracking, European Space Agency Journal, vol.4, 1980.

87. Основные системы координат для баллистического обеспечения полета и методика расчета звездного времени. Методические указания. РД 50-25645.32589. Издательство стандартов. М.: 1990.

88. Douglas Т. et al. On-Orbit Stationkeeping With Ion Thrusters Telesat Canada'sth

89. BBS-702 Experience /8 Internat. Conf. on Space Operations, Montreal, Canada,1. May, 2004.

90. Kamel A., Wagner C. On the Orbital Eccentricity Control of Synchronous Satellites. The Journ. of the Astronautical Sciences, Vol. XXX, No.l, pp. 61-73, January-March, 1982.

91. G.B. Sincarsin. Geostationary Orbital Estimation Using a Kalman Filter, UTIAS Technical No. 242 CNISSSN, 1986.

92. Статистические методы для ЭВМ. Под ред.Энслейна К. и др., перевод с англ. М., "Наука",1986.

93. Белоусов Л.Ю. Оценивание параметров движения космических аппаратов. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. 216 с.

94. Махненко Ю.Ю., Жодзишский А.И. Исследование возможности повышения точности удержания спутников на ГСО. Труды I межведомственной научной конференции Российской Академии Космонавтики. 2003. — С. 2.

95. A.Zhodzishskiy, Y.Makhnenko, V.Kheifets The experimental testing of the "BONUM-1" orbit determination accuracy, Report prepared by Closed Joint Stock Company "Bonum-1" under Contract B-19/99 dated August 17, 1999.

96. Бусленко Н.П., Голенко Д.И., Соболь И.М. и др. Метод статистических испытаний; метод Монте-Карло. М.: Физматгиз, 1962.

97. Махненко Ю.Ю., Мещеряков В.М. Апостериорная оценка точности определения движения КА с использованием непараметрических методов статистического анализа. Деп. в СИФ в/ч 11520, спр. 9754, 1989. С. 12.

98. Мещеряков В.М., Денисович С.В. Апостериорная оценка точности определения движения КА с использованием непараметрических методов анализа. Сб. тезисов докладов МНТК, ВИКИ им. А.Ф. Можайского, 1993.

99. Махненко Ю.Ю., Мещеряков В.М. Анализ эффективности применения непараметрических методов для оценки точности навигации КА, Авиакосмическое приборостроение, 2008, № 7. С. 33-37.

100. Махненко Ю.Ю. Оценка точности навигации геостационарного спутника с применением непараметрического метода. Электронный журнал «Исследовано в " России», 83, 855-863, 2008, http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2008/083.pdf

101. Система геодезических параметров земли "Параметры Земли 1990 года" (ПЗ-90) /Под ред. Хвостова В.В.- М. Координационный научно-информационный центр, 1998.

102. Тучин А.Г. Определение параметров движения КА по результатам измерений при наличии шума в динамической системе. //Препринт № 2. М.: ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, 2004, 32с.

103. Montenbruck О. Gill Е. Satellite Orbits: Models, Methods, Applications. Springer Verlag, Berlin, 2000.

104. Галкин P.Д. Определение параметров стационарной орбиты и тяги двигательной установки на этапе приведения КА на заданную долготу. Труды МО, сб. 23, 1980.

105. Ananda M., Jorgensen P., "Orbit Determination of Geostationary Satellites Using the Global Positioning System", Proceedings of the Symposium on Space Dynamics for Geostationary Satellites, CNES, Toulouse, France, October 1985.

106. Махненко Ю.Ю., Прут В.И., Чаплинский B.C. Применение сопутствующих ретрансляционных измерений для контроля орбит выведения космических аппаратов, Сборник трудов СИП РИА, вып. 9, 2002, стр. 37-40.

107. Чаплинский B.C., Махненко Ю.Ю. Оперативный контроль маневров космических аппаратов по данным ретрансляционных навигационных измерений, XXVII академические чтения по космонавтике, Москва, 2003.

108. S.B.Luthcke et al., Enhanced Radiative Force Modeling of the TDRSS,- Journal of Astronautical Sciences, August, 1997,Vol.49,N4,p.783-798.

109. Махненко Ю.Ю. и др. НТО «Планирование сеансов проведения угловых измерений оптико-электронной системы КА наблюдения «Надежда» в эксперименте «Обзор»», НПО «Элас», С. 20, 1994.

110. Ferrage P., et.al., "GPS Techniques for Navigation of Geostationary Satellites", Proceedings ofIONGPS-95; Sep. 12-15, 1995; Palm Springs, California,pp.257-268.

111. Кочетков В.И. Исследование возможности построения автономной системы навигации геостационарных спутников, XXIX академические чтения по космонавтике, Москва, Россия, 25 -29 января 2005.

112. Соловьев Г.М., Крымова Ю.Г. Оценка перспектив применения Глонасс/GPS технологий для определения движения космических аппаратов нагеостационарных и высоких эллиптических орбитах. — М.: Сборник трудов, Издательство СИП РИА, 2006, вып.14, С 157-181.

113. Махненко Ю.Ю., Мельгунов А.А. Определение орбиты КА с учетом априорной информации о параметрах выведения, Деп. в ЦСИФ ЦИВТИ МО СССР, 1982.-С. 10.

114. Махненко Ю.Ю., Пегахин Н.А. Способ выбора значимых компонент при определении орбиты КА, Деп. в ЦСИФ ЦИВТИ МО СССР, 1983. С. 9.

115. Махненко Ю.Ю., Бетанов В.В. Совершенствование однопунктового способа навигации геостационарного спутника. Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия-Приборостроение,2008, № 3-С. 22-29.

116. Махненко Ю.Ю. и др. Способ определения параметров орбиты геостационарного спутника. Роспатент, рег. № RU 2313104 от 25.03.2005.

117. Жодзишский А.И., Гинзбург A.JI. Опыт эксплуатации геостационарного спутника ТВ-вещания «Бонум-1». — Электросвязь, № 7, 2002.

118. Епишев В.П. и др. Влияние точности орбит геосинхронных объектов на результаты определения риска столкновения на геостационарной орбите. II Международная конференция «Наблюдение околоземных космических объектов», Звенигород, 2008. '

119. Махненко Ю.Ю. Обеспечение безопасного удержания в окрестности общей точки стояния геостационарных спутников, управляемых из различных центров. Космонавтика и ракетостроение, 2008, № 2 (51). С. 169-176.

120. Francken P., Wauthier P. and Montenbruck О. Advanced Tracking and Orbit Détermination for Geostationary Satellites with Ionic Propaltion, 12th International Symposium on Space Flight Dynamics, Darmstadt, June 26, 1997.

121. Makhnenko Y. "The orbital data exchange between of the collocated satellite operators", International Télécommunication Union, Radiocommunication Study Groups, Delayed Contribution, September 2007.

122. Махненко Ю.Ю. Анализ перспективных технологий навигации геостационарных спутников, Авиакосмическое приборостроение, 2008, № 6 -С. 7-12.

123. Махненко Ю.Ю. и др. Навигационно-баллистическое обеспечение управления полетом КА. Основы построения и эксплуатации космической

124. Махненко Ю.Ю. Жодзишский А.И. Перспективы применения и направления совершенствования технологий навигации отечественных геостационарных спутников, «Полет», 2008, № 9, С. 3-9.

125. Махненко Ю.Ю. и др. НТО «Разработка предложений и исследование возможных путей и методов решения средствами бортовой НАЛ КНС навигационной задачи в условиях дискретно-временного (разрывного) радиополя КНС на высотах до ГСО, МКБ «Компас», 1996.

126. US Patent No. 5979830 "Method and Arrangement for Keeping a Geostationary Satellite Cluster on a Dedicated Position by Employing an Optical Intersatellite Link", Johann Kellermeier, Nov.9, 1999.

127. US Patent No. 6473035 "System and Method for Pointing the Bore-Sight of a Terminal Antenna Towards the Center of a Satellite Station-Keeping Box in the Geostationary Orbit", R. Fang, Oct.29, 2002.

128. US Patent No. 6457679 "Method for Maintaining the Position of Geostationary Satellite Cluster", K. Ebert, G. Reger, Oct.l, 2002.

129. US Patent No. 5506780 "Apparatus for Orbit Control of at Least Two Co-located Geostationary Satellites", O. Montenbruck et al, Nov.9, 1999.

130. US Patent No. 6535801 "Method and Apparatus for Accurately Determing the Position of Satellites in Geosynchronous Orbits", G. Geier et al, Mar. 18, 2003.