Лазерная локационная система и ответные оптические устройства для управления сближением и стыковкой космических аппаратов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.07, кандидат технических наук Старовойтов, Евгений Игоревич

• Старовойтов, Евгений Игоревич
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Старовойтов, Евгений Игоревич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Особенности этапов сближения и стыковки космических аппаратов

1.2. Преимущества использования лазерных локационных систем

1.3. Обзор бортовых лазерных локационных систем летательных и космических аппаратов

1.4. Ответные оптические устройства и сравнительные характеристики лазерных локационных систем

1.5. Обоснование лазерной безопасности

Выводы

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ПРИМЕНЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ОТВЕТНЫХ ОПТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ

2.1. Метод энергетического расчета лазерных локационных систем

2.2. Анализ влияния геометрического фактора при применении уголковых отражателей

2.3. Анализ способов применения лазерных маяков

2.4. Разработка и экспериментальная проверка в условиях космического полета способа контроля работоспособности лазерных маяков с дистанционным контролем излучения

Выводы

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ И УСТРОЙСТВ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ОРИЕНТАЦИИ ПАССИВНОГО КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

3.1. Поиск пассивного космического аппарата лазерной локационной системой

3.2. Способы обнаружения пассивного космического аппарата при сближении с ним активного космического аппарата

3.3. Сканирующие лазерные маяки для обнаружения пассивного космического аппарата в широком телесном угле

3.4. Устройство контроля ориентации пассивного космического аппарата...79 Выводы

ГЛАВА 4. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ ЛАЗЕРНЫХ ЛОКАЦИОННЫХ СИСТЕМ С

УЧЕТОМ СВЕТОТЕХНИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ КОСМИЧЕСКОГО ПОЛЕТА

4.1. Энергетическая оценка лазерной подсветки с учетом требований дальности обнаружения, точности наведения и безопасности

4.2. Анализ светотехнической обстановки в космическом полете

4.3. Обнаружение оптических ответных устройств в условиях помех

Выводы

ГЛАВА 5. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ БОРТОВЫХ ЛАЗЕРНЫХ ЛОКАЦИОННЫХ СИСТЕМ И ОТВЕТНЫХ ОПТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СБЛИЖЕНИЕМ И СТЫКОВКОЙ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

5.1. Оптимизация параметров лазерных локационных систем и лазерных маяков по комплексному критерию методом последовательного квадратичного программирования

5.2. Парето-оптимизация параметров лазерных локационных систем и ответных оптических устройств

Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АСН Аппаратура спутниковой навигации

АЧТ Абсолютно черное тело

БВС Бортовая вычислительная сеть

БИТС Бортовая информационно-телеметрическая система

Б ЦВМ Бортовая цифровая вычислительная машина

ВЛ Волоконный лазер

ДПИ Допустимые пределы излучения

КА Космический аппарат

КРЛ Командная радиолиния

КС Комплексный стенд

ЛА Летательный аппарат

ЛД Лазерный диод

ллс Лазерная локационная система

ЛФД Лавинный фотодиод

МКС Международная космическая станция

нип Наземный измерительный пункт

оэс Оптико-электронная система

ппн Полупроводниковая накачка лазерными диодами

РУ Реперные устройства

ТТЛ Твердотельный лазер

УО Уголковый отражатель

ФД Фотодиод

ФИПС Федеральное государственное бюджетное учреждение

«Федеральный институт промышленной собственности»

ФПУ Фотоприемное устройство

ЦУП Центр управления полетами

5 Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Лазерная локационная система и ответные оптические устройства для управления сближением и стыковкой космических аппаратов»

ВВЕДЕНИЕ

Дальнейшее развитие пилотируемой космонавтики, связанное с продолжением эксплуатации Международной космической станции (МКС), планируемыми полетами к Луне и другим небесным телам означает усложнение программы полета космических аппаратов (КА). Ввиду огромной роли освоения космического пространства для науки, экономики и обороноспособности, модернизация и разработка новой космической техники имеет приоритетное значение для российской промышленности.

При выполнении программы полета КА посредством его бортовых средств производится обнаружение и измерение координат других искусственных объектов (кооперируемых и некооперируемых спутников, разгонных блоков, отработанных ступеней ракет-носителей и их фрагментов) в космическом пространстве. Локация космических объектов необходима для успешного выполнения операций сближения и стыковки КА, обеспечения безопасности полетов, а также обслуживания КА на орбите.

В настоящее время сближение и стыковка КА «Союз» и «Прогресс» с МКС выполняются с помощью радиотехнической системы «Курс» [20,29].

Требования к измерительным средствам, разрабатываемым для перспективных КА значительно выше, так как возрастающие масса и габариты космических объектов требуют улучшения точности поддержания скорости движения в момент контакта для безопасной стыковки. Радиотехнические системы имеют большие массу и габариты, а вблизи пассивного КА чувствительны к явлениям переотражения и интерференции сигналов.

Для управления сближением и стыковкой КА кроме радиотехнических систем используются лазерные локационные системы (ЛЛС).

ЛЛС при сравнении с радиотехнической аппаратурой обладают меньшей массой и габаритами, большой точностью, лучшей разрешающей способностью и помехозащищенностью за счет меньшей длины волны,

6 Введение

монохроматичности и узкой диаграммы направленности зондирующего излучения.

Лазерный дальномер впервые использовался для определения скорости сближения КА в 1985 г. [75]. К настоящему времени разработаны образцы бортовых ЛЛС для управления сближением и стыковкой КА, прошедшие летные испытания. Однако они имеют ограниченную дальность 0,3... 5 км и не способны обнаружить пассивный КА без предварительного наведения.

Проведенный анализ показывает, что направлением, в котором происходит интенсивное развитие бортовых ЛЛС КА является определение координат и ориентации близко расположенного (около 500 м) объекта методами распознавания образов - по так называемому «облаку точек» (ЗБ-изображению).

Для получения 3 D-изображения основным средством до недавнего времени преимущественно являлось сканирование узким лазерным лучом с помощью оптико-механической системы [61,80,89,91,94]. Альтернативой сканированию узкими пучками является технология ЗО-камер с лазерной подсветкой (3D Flash Ladar, времяпролетные камеры) [79,82,84]. Оба метода основаны на использовании импульсной подсветки и времяпролетного метода измерений.

Однако, обнаружение посредством ЛЛС пассивного КА на больших дальностях (около 2 км и выше) в широком угловом поле, когда он представляет собой точечный объект, представляет собой проблему.

Использование 3D Flash Ladar затруднительно из-за сильного падения плотности излучения в широком пучке подсветки с увеличением дальности измерений, значительном ослаблении принятого сигнала по причине деления на большое количество элементов матричного ФПУ.

Оптико-механическое сканирование может быть использовано для поиска пассивного объекта, однако в этом случае обзор поля зрения занимает значительное время по причине того, что скорость сканирования

7 Введение

определяется временем прихода отраженного сигнала с максимальной дальности.

Для облегчения поиска и увеличения дальности измерений на пассивном КА могут быть размещены ответные оптические устройства, которые могут быть активными (лазерные маяки) или пассивными (уголковые отражатели - УО).

Недостатком JIJIC, разработанных на время работы над диссертацией являются:

- небольшая дальность (0,3... 5 км);

- необходимость использования УО на пассивном КА или, наоборот ограничений на их размещение;

- требования к предварительной ориентации пассивного КА относительно активного (± 5°...15°) при использовании активных оптических ответных устройств;

- трудности поиска пассивного КА при отсутствии предварительного целеуказания, в том числе на окололунной орбите;

- невозможность определения ориентации на предельно близких дистанциях (единицы метров);

- несоответствие многих вариантов бортовых JTJTC требованиям лазерной безопасности (большая дистанция безопасного наблюдения пучка подсветки);

- использование большей частью старой элементной базы (полупроводниковые лазерные диоды (ЛД) на GaAs, твердотельные лазеры (ТТЛ) с ламповой накачкой), при том, что в настоящее время появились источники излучения и фотоприемные устройства (ФПУ) с улучшенными энергетическими и спектральными характеристиками, например, ЛД на InGaAsP, ТТЛ с полупроводниковой накачкой (1111Н), волоконные лазеры (ВЛ), а также чувствительные ФПУ, в том числе матричные, обладающие радиационной стойкостью;

8 Введение

- слабая устойчивость ЛЛС к световым помехам, возникающим в

космическом полете, требующая введения баллистических

ограничений на положение небесных тел относительно пассивного КА

и др.

Таким образом, возникает актуальная необходимость на основе проведения литературных, расчетных и экспериментальных исследований, направленных на устранение указанных недостатков бортовых ЛЛС КА в части решения основной задачи диссертации - совершенствования систем управления сближением КА:

1) разработку новых способов применения и контроля ответных оптических устройств;

2) разработку новых способов обнаружения пассивного КА на средних (2...3 км) и больших (свыше 10 км) дальностях, не требующих длительного поиска, увеличения массы и усложнения конструкции ЛЛС;

3) разработку новых способов достижения максимальной дальности обнаружения и измерений в широком диапазоне углов отклонения при обеспечении безопасности зондирующего излучения для органов зрения;

4) разработку новых средств, снижающих требования по предварительной ориентации и баллистические ограничения по положению небесных тел относительно пассивного КА, вплоть до полного их снятия;

5) оптимизацию параметров ЛЛС и ответных устройств по критериям дальности, безопасности наблюдения, точности наведения и удержания зондирующего пучка.

Несмотря на значительное число работ, посвященных решению сформулированной основной научной задачи диссертации, многие аспекты этой проблемы остаются нерешенными, и ее актуальность возрастает по мере расширения применения ЛЛС и оптических ответных устройств в космической технике.

Следовательно, можно сформулировать цель работы и задачи исследований.

9 Введение

Целью диссертационной работы является разработка ответных оптических устройств, способов снижения требований по взаимной ориентации кооперируемых КА, снижение светотехнических ограничений при применении ЛЛС и ответных оптических устройств, а также повышение их безопасности, точности, надежности.

Задачи исследований. Для достижения поставленной цели автору необходимо было решить следующие задачи:

- провести анализ современного уровня и направлений развития ЛЛС, используемых на борту авиационной и космической техники;

- обеспечить увеличение дальности ЛЛС (до 10...30 км), в том числе с использованием ответных оптических устройств (свыше 30 км);

- разработать способы применения пассивных оптических ответных устройств на пассивном кооперируемом КА;

- разработать способы применения активных оптических ответных устройств на пассивном кооперируемом КА;

- разработать способы контроля работоспособности бортовых лазерных приборов КА непосредственно в космическом полете;

- разработать новые способы поиска пассивного кооперируемого КА, позволяющие упростить состав и повысить надежность бортовой аппаратуры;

- разработать новые оптические ответные устройства для пассивного КА, позволяющих снизить требования по его предварительной ориентации относительно активного КА (углы отклонения более ± 15°);

- разработать новые устройства контроля ориентации для пассивного КА, обеспечивающие требуемые точностные характеристики при отсутствии светотехнических ограничений по их применению;

- провести анализ влияния параметров зондирующих пучков ЛЛС (энергии импульса, плотности распределения энергии в пространстве, расходимости) на дальность, точность наведения и лазерную безопасность;

10 Введение

- повысить лазерную безопасность излучения ЛЛС и активных оптических ответных устройств (дистанция безопасного наблюдения не более 400 м);

- выполнить оценку светотехнических условий космического полета для обеспечения устойчивой работы ЛЛС, в том числе с использованием ответных оптических устройств и установки минимальных баллистических ограничений по положению небесных тел относительно пассивного КА;

- выполнить многоцелевую оптимизацию параметров ЛЛС и ответных оптических устройств для обеспечения высоких эксплуатационных показателей.

Так как для успешного решения необходимых задач использования существующих инженерных методов недостаточно, то, следовательно, было необходимо проведение ряда новых научных исследований.

Объектом исследований являются бортовые лазерные локационные системы космических аппаратов и ответные оптические устройства для обнаружения и определения ориентации КА.

Предметом исследований является разработка новых способов и устройств, обеспечивающих увеличение дальности ЛЛС, ответных устройств, разработка методов и моделей для расчетов и экспериментальной проверки характеристик аппаратуры, повышение безопасности применения ЛЛС, точности определения ориентации пассивного кооперируемого КА, снижение требований по взаимной ориентации кооперируемых КА. Методы исследований:

1) метод расчета плотности энергии зондирующего излучения на основе модели дифракционной расходимости гауссова пучка;

2) метод оценки пороговой чувствительности ФПУ на основе зонной теории внутреннего фотоэффекта и модели дробового шума;

3) метод расчета спектральной плотности излучения на основе закона Планка для абсолютно черного тела (АЧТ);

11 Введение

4) метод оптимизации на основе последовательного квадратичного программирования (8(}Р) с использованием комплексного критерия;

5) метод оптимизации на основе поиска множеств Парето.

Достоверность полученных результатов обеспечивается

использованием известных положений фундаментальных наук, совпадением теоретических результатов с экспериментальными данными других авторов, экспертизой Федерального института промышленной собственности (ФИПС) с выдачей патентов РФ, а также экспериментально полученными результатами в условиях космического полета и наземного моделирования.

Научная новизна диссертационной работы

1. Предложена Парето-оптимизация параметров бортовых ЛЛС и ответных оптических устройств по критериям максимальной дальности, безопасности излучения, качества изготовления УО и угловой величины излучающего поля, научная новизна которой состоит в получении множества решений, позволяющего разработчику выбирать из них наиболее приемлемые для технической реализации задач, изложенных в диссертации.

2. На базе детального анализа имеющихся в литературе и полученных автором данных по результатам применения и контроля ответных оптических устройств, оценки световых помех в космическом полете и оптимизации параметров ЛЛС и ответных устройств по дальности к лазерной безопасности и угловой величине излучающего поля, автором разработаны

а) новый способ дистанционного контроля излучения лазерных маяков КА, научная новизна которого состоит в использовании впервые для решения этой задачи существующих бортовых телевизионных и радиотехнических систем КА, позволяющих получать информацию в наземном Центре управления полетами в режиме реального времени;

6) новые способы обнаружения пассивного КА, реализованные на основе известного метода сканирования за счет движения носителя, научная новизна которых состоит в применении линейного многоэлементного фотоприемника, мгновенное поле зрения которого совпадает с анизотропной

12 Введение

диаграммой направленности зондирующего пучка ЛЛС, формируемой оптической анаморфотной системой, что позволяет вместо оптико-механического сканирования использовать разворот активного КА по тангажу, курсу или крену, выполняемый до обнаружения пассивного КА;

I

в) новые конструкции лазерных маяков, научная новизна которых состоит в сканировании анизотропной диаграммой излучения, формируемой оптической анаморфотной системой, что позволяет обеспечить обнаружение сигнала в половине полного телесного угла (2л:), в результате чего снижаются требования по предварительной ориентации пассивного КА в 6 раз по сравнению с существующими аналогами;

г) новое устройство контроля ориентации пассивного КА, не требующее внешней засветки, научная новизна которого состоит в использовании для определения угловых отклонений в двух плоскостях разложенных в спектр с помощью отражательных дифракционных решеток двух пучков излучения.

Практическая значимость результатов. Полученные в диссертации результаты обеспечивают оптимизацию операции сближения и стыковки КА за счет увеличения дальности ЛЛС, снижения требований по предварительной ориентации кооперируемых КА, баллистических ограничений на положение небесных тел относительно пассивного КА, а также повышения лазерной безопасности аппаратуры. Предложенные устройства и способы могут использоваться при управлении сближением и стыковкой КА как на околоземных, так и окололунных орбитах. Разработанный способ тестирования бортовых лазерных приборов позволяет проверить их работоспособность как в условиях наземной отработки, так и в условиях космического полета.

Реализация и внедрение научных и практических результатов диссертации

В ОАО «Ракетно-космическая корпорация «Энергия»

13 Введение

им. С.П. Королева» в работах по тематике предприятия использованы и внедрены:

1) методика проверки работоспособности бортовых лазерных устройств изделий предприятия;

2) технические предложения по производству оптико-лазерных систем для изделий предприятия;

3) рекомендации при проектировании перспективной оптико-электронной аппаратуры.

В ЗАО «Завод экспериментального машиностроения» РКК «Энергия» им. С.П. Королева в работах по тематике предприятия использованы и внедрены:

1) предложения по использованию бортовых телевизионных средств для контроля работоспособности лазерных устройств;

2) методика проверки работоспособности бортовых лазерных устройств изделий предприятия;

3) методика имитации светотехнических условий космического полета при наземной отработке и испытаниях бортовых лазерных устройств изделий предприятия.

Разработанная совместно с Д.В. Савчуком программа для ЭВМ «МИТРА» зарегистрирована в реестре ФИПС (свидетельство о государственной регистрации № 2013610537).

Программа «МИТРА» была использована ОАО «Ракетно-космическая корпорация «Энергия» им. С.П. Королева» для оценки характеристик бортовой локационной аппаратуры, разрабатываемой в ходе ОКР «1111ТС».

Внедрение и использование подтверждено соответствующими актами.

Положения, выносимые на защиту

1. Новый способ дистанционного контроля излучения лазерных маяков на борту КА, экспериментально опробованный в условиях космического полета, позволяющий получать информацию в наземном Центре управления полетами в режиме реального времени.

14 Введение

2. Новые способы обнаружения пассивного КА с использованием JIJTC без оптико-механического сканирования за счет разворота активного КА по тангажу, курсу или крену, которые позволяют повысить надежность и снизить массогабаритные показатели аппаратуры.

3. Новые конструкции лазерных маяков, с использованием анаморфотных оптических систем, формирующих анизотропные диаграммы направленности излучения, сканирование которыми позволяет охватить половину полного телесного угла (2л-), что при использовании пары таких маяков полностью устраняет принципиальный недостаток бортовых лазерных маяков, заключающийся в необходимости предварительной ориентации пассивного КА относительно активного КА.

4. Новая конструкция устройства контроля ориентации пассивного КА, с использованием отражательных дифракционных решеток, которая не требует внешней засветки, и обеспечивает определение углов отклонения с точностью 0,25° в диапазоне дальностей 15...250 м.

5. Результаты Парето-оптимизации параметров бортовых ЛЛС и ответных оптических устройств по критериям максимальной дальности, безопасности излучения, качества изготовления УО и угловой величине излучающего поля, которые предоставляют разработчику предпочтительный выбор технической реализации проекта.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на Отраслевой научно-технической конференции молодых ученых и специалистов «Молодежь в ракетно-космической отрасли» (Королев, 2009), 11-й международной научно-технической конференции «Кибернетика и высокие технологии XXI века» (Воронеж, 2010), Третьей Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России» (Москва, 2010), Научных чтениях памяти Ю.А. Мозжорина (Королев, 2010), Четвертой Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России» (Москва, 2011), Отраслевой научно-технической конференции молодых

15 Введение

ученых и специалистов, посвященной 100-летию со дня рождения М.К. Янгеля «Янгелевские чтения» (Королев, 2011), XIX Научно-технической конференции молодых ученых и специалистов ОАО «РКК «Энергия» (Королев, 2011), II Всероссийской научно-технической конференции «Мехатронные системы (теория и проектирование)», (Тула, 2011), XXXVI Академических чтениях по космонавтике (Москва, 2012), XXXVII Академических чтениях по космонавтике (Москва, 2013).

Публикации. По основным результатам выполненных в диссертации исследований опубликовано 18 печатных работ, из них: 7 публикаций в сборниках материалов конференций, 6 публикаций в научных журналах, из них 5 в изданиях, рекомендованных ВАК. Получено 5 патентов РФ на изобретение.

Объем и структура диссертации. Материалы диссертации изложены на 143 страницах, включая перечень принятых сокращений, введение и пять глав, куда входят обзор литературы и собственные исследования автора, а также заключение и список использованной литературы, содержащий 97 наименований. Работа содержит 54 рисунка и 13 таблиц.

16 Глава 1

Заключение диссертации по теме «Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы», Старовойтов, Евгений Игоревич

Выводы

1. При оптимизации параметров ЛЛС по критериям дальности и дистанции безопасного наблюдения и параметров лазерного маяка по критериям дальности и ширины излучающего поля методом последовательного квадратичного программирования (8С>Р) по комплексному критерию не представляется возможным найти экстремум целевой функции, что затрудняет использование результатов оптимизации на практике.

2. Метод Парето-оптимизации имеет преимущество, заключающееся в том, что он позволяет получить множество целесообразных решений, из которых разработчик аппаратуры может выбирать наиболее приемлемые с точки зрения технической реализации.

3. В результате Парето-оптимизации получены значения дальности 5 км по диффузно отражающему объекту и безопасной дистанции наблюдения 390 м, что позволяет решить задачу применения ЛЛС с длиной волны зондирующего излучения X = 1,06 мкм для управления сближением КА на этой дистанции с выполнением требований лазерной безопасности.

4. В результате использованием Парето-оптимизации для разработанных конструкций сканирующих лазерных маяков определены энергии импульса Ем = 0,27 мДж при использовании диаграммы излучения 1°х90° и Ем = 0,55 мДж при использовании диаграммы излучения 1ох180о, обеспечивающих дальность 100 км, что позволяет их использовать для решения задачи обнаружения пассивного КА при отсутствии внешнего целеуказания на орбите Луны.

5. В результате Парето-оптимизации при наведении и удержании зондирующего пучка ЛЛС (с гауссовым распределением интенсивности) с точностью в 10' определено требуемое качество изготовления УО: аУо < 14" для дальности 10 км и ауо < 1" для дальности 30 км.

131

134 Заключение б) для разработанных конструкций сканирующих лазерных маяков определены энергии импульса Ем = 0,27 мДж при использовании диаграммы излучения 1°х90° и Ем = 0,55 мДж при использовании диаграммы излучения 1°х180°, обеспечивающих дальность 100 км, что позволяет их использовать для решения задачи обнаружения пассивного КА при отсутствии внешнего целеуказания на орбите Луны; в) при наведении и удержании зондирующего пучка ЛЛС (с гауссовым распределением интенсивности) с точностью в 10' определено требуемое качество изготовления УО: ау0 < 14" для дальности 10 км и ауо < 7" для дальности 30 км.

Результаты исследований бортовых ЛЛС и ответных оптических устройств, позволяют их применять для управления сближением и стыковкой КА как при выполнении этих операций на околоземных орбитах (при полетах к МКС и аналогичным орбитальным комплексам) так и на окололунных орбитах при отсутствии внешнего целеуказания и спутниковой навигации.

По результатам разработок, выполненных автором, было подано 5 заявок на изобретение, из которых на 3 получены патенты и на 2 имеется положительное решение ФИПС о выдаче патентов. С участием автора была разработана программа для ЭВМ «МИТРА», предназначенная для оценки характеристик бортовых ЛЛС КА.

Полученные в диссертации результаты также могут использоваться в различных областях космической и авиационной техники, в системах беспроводной передачи энергии и информации между КА, в космических телекоммуникационных системах. Разработанные способы обнаружения объектов, определения их координат и ориентации могут применяться в различных транспортных системах и в робототехнике, где требуется определение координат объектов управления и оптимальных траекторий движения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Старовойтов, Евгений Игоревич, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абазадзе Ю.В., Лицарев НА., Почтарев В.Л. и др. Особенности построения лазерного измерителя скорости и дальности ЛИСД-2М // Квантовая электроника. 2002. № 3. С.247-250.

2. Авиация ПВО России и научно-технический прогресс: боевые комплексы и системы вчера, сегодня, завтра / Под ред. Е.А. Федосова. 2-е изд. М.: Дрофа. 2004. 816 с.

3. Алимов C.B., Данилов О.Б., Жевлаков А.П. и др. Авиационный рамановский лидар с ультраспектральным разрешением // Оптический журнал. 2009. Т.76. № 4. С.41-51.

4. Аллен К. У. Астрофизические величины. М.: Мир, 1977. 448 с.

5. Багров A.B., Барабанов A.A., Вернигора A.B. и др. Автономные светодиодно-лазерные оптические маяки для высокоточной локализации космических аппаратов. Труды XXXVI Академических чтений по космонавтике. М.: 2012. С.478-479.

6. Борейшо A.C. Лазеры: устройство и действие: Учеб. пособие. СПб.: Мех. ин-т. 1992. 215 с.

7. Боровиков С.М. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности. Минск: Дизайн ПРО. 1998. 336 с.

8. Васильев Ю., Камышев А. Система определения координат движущихся объектов с лазерным сопровождением // Компоненты и технологии. 2005. № 9.

9. Вильнер В., Ларюшин А., Рудь Е. Методы повышения точности импульсных лазерных дальномеров // Электроника: наука, технология, бизнес. 2008. № 3. С.118-123.

10. Волков В.Г., Шмакова Л.В. Методы модернизации лазерных дальномеров // Оборонный комплекс - научно-техническому прогрессу России. 2010. № 2. С.59-63.

11. Гончаревский В. С. Радиоуправление сближением космических аппаратов. М.: Советское радио, 1976. 240 с.

12. Грибков A.C., Евдокимов P.A., Синявский B.B. и др. Перспективы использования беспроводной передачи электрической энергии в космических транспортных системах // Известия РАН. Энергетика. 2009. № 2. С.118-123.

13. Грязнов H.A., Кириченко В.В., Егоров Е.В. Структурированная лазерная подсветка для трехмерного зрения робототехнических средств // Оптический журнал. 2007. Т.74. № 8. С.37-43.

14. Зуев В.Е., Фадеев В.Я. Лазерные навигационные устройства. М.: Радио и связь. 1987. 160 с.

15. Измаилов А.Ф., Солодов М.В. Численные методы оптимизации: Учеб. пособие. М.: ФИЗМАТЛИТ. 2005. 304 с.

16. Катыс Г.П. Обработка визуальной информации. М.: Машиностроение. 1990. 320 с.

17. Кобак В.О. Радиолокационные отражатели. М.: Советское радио. 1975. 248 с.

18. Лазерная дальнометрия / Л. А. Аспис, В. П. Васильев, В. Б. Волконский и др. // Под ред. В. П. Васильева и X. В. Хинрикус. М.: Радио и связь. 1995. 256 с.

19. Лазерная локация / И. Н. Матвеев, В. В. Протопопов, И. Н. Троицкий, Н. Д. Устинов // Под ред. Н. Д. Устинова. М.: Машиностроение. 1984. 272 с.

20. Легостаев В.П., Микрин Е.А., Орловский И.В. и др. Создание и развитие систем управления движением транспортных космических кораблей «Союз» и «Прогресс»: опыт эксплуатации, планируемая модернизация аппаратов // Труды МФТИ. 2009. Т.1, № 3. С.4-13.

21. Малашин М.С., Каминский Р.П., Борисов Ю.Б. Основы проектирования лазерных локационных систем. М.: Высшая школа. 1983. 207 с.

22. Математический анализ: учеб. / В.А. Ильин, В.А. Садовничий, Бл.Х. Сендов; под ред. А.Н. Тихонова. 3-е изд., перераб. и доп. 4.1. М.: ТК Велби, Изд-во Проспект. 2006. 672 с.

23. Микрин Е.А. Бортовые комплексы управления космическими аппаратами и проектирование их программного обеспечения. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2003. 336 с.

24. Михайлов М.В., Ларьков И.И. Решение задачи относительной навигации по измерениям глобальной спутниковой навигационной системы при сближении космических аппаратов // Труды МФТИ. 2011. Т.З. № 3. С.79-87.

25. Модель космоса: Научно-информационное издание. В 2 Т. / Под ред. М.И. Панасюка, Л.С. Новикова. Т. 2. М.: КДУ. 2007. 1444 с.

26. Молебный В.В. Оптико-локационные системы. М.: Машиностроение. 1981. 181 с.

27. Ногин В.Д. Принятие решений в многокритериальной среде: количественный подход. 2-е изд., испр. и доп. М.: ФИЗМАТЛИТ. 2004. 176 с.

28. Носков В.П., Носков A.B. Светолокационная СТЗ в системе навигации автономных мобильных робототехнических комплексов // Известия Таганрогского радиотехнического университета. 2006. Т.58. № 3. С.184—190.

29. Оружие и технологии России. Т. 5. Космические средства вооружения / Под общ. ред. С.Б. Иванова. М. ИД Оружие и технологии. 2002. 704 с.

30. Оружие и технологии России. Т. 11. Оптико-электронные системы и лазерная техника / Под общ. ред. С.Б. Иванова. М.: ИД Оружие и технологии. 2005. 720 с.

31. Основы импульсной лазерной локации: Учеб. пособие для вузов / В.И. Козинцев, М.Л. Белов, В.М. Орлов и др.; под ред. В.Н. Рождествина. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2006. 512 с.

32. Разыграев А.П. Основы управления полетом космических аппаратов: Учеб. Пособие для втузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение. 1990. 480 с.

33. Сафронов Ю.П., Андрианов Ю.Г. Инфракрасная техника и космос. М.: Советское радио. 1978. 248 с.

34. Серебряков С.В., Станкевич Л.А. Визуальная навигация с времяпролетной камерой // Оптический журнал. 2010. Т. 77. №11. С.51-55.

35. Слободян С.М. Анализ и оптимизация телевизионного принципа сканирования фазового пространства оптическим фазометром: 1. Поисковые траектории // Известия Томского политехнического университета. 2004. Т. 307. № 6. С.65-72.

36. Слободян С.М. Анализ и оптимизация телевизионного принципа сканирования фазового пространства оптическим фазометром: 2. Следящие микрорастры // Известия Томского политехнического университета. 2005. Т. 308. № 1. С.70-76.

37. Слободян С.М., Цупин A.A. Лазерные навигационные системы автономных транспортных средств // Зарубежная радиоэлектроника. 1988. №6. С. 13-20.

38. Соловьев В.А. Управление космическими полетами: учеб. Пособие: в 2 ч. / В.А. Соловьев, Л.Н. Лысенко, В.Е. Любинский; под общ. ред. Л.Н. Лысенко. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2009. 4.1. 476 с.

39. Ставров A.A., Поздняков М.Г. Импульсные лазерные дальномеры для оптико-локационных систем // Доклады БГУИР. 2003. Т.1. №2. С.59-65.

40. Старовойтов Е.И., Воробьев С.А. Контроль работоспособности лазерных излучателей в условиях космического полета с использованием телевизионных средств // Радиотехника. 2011. № 6. С.50-55.

41. Старовойтов Е.И., Воробьев С.А. Оценка уровня фоновой засветки для оптико-электронной системы обеспечения сближения и стыковки космических аппаратов при межпланетных полетах // МГОУ-ХХ1-Новые технологии. 2009. № 5-6. С.26-32.

42. Старовойтов Е.И. Использование лазерных систем в решении задачи встречи КА на орбите Луны // Авиакосмическое приборостроение. 2010. № 11.С.12-17.

43. Старовойтов Е.И. Использование оптоэлектронных устройств для позиционирования космических объектов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2011. Вып.5. 4.1. С.162-168.

44. Старовойтов Е.И. Поиск и обнаружение космических объектов различными типами бортовых оптико-электронных систем. Труды XXXVI Академических чтений по космонавтике. М.: 2012. С.458-459.

45. Старовойтов Е.И. Применение лазерных источников для задач обнаружения и позиционирования объектов с малыми размерами и сложной конфигурацией в космическом пространстве. Сборник трудов Третьей Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России». М.: 2010. С.205.

46. Старовойтов Е.И. Сканирующие лазерные маяки для обнаружения космических аппаратов в широком телесном угле. Сборник трудов Четвертой Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России». М.: 2011. С.231-232.

47. Старовойтов Е.И. Устройство контроля ориентации пассивных космических аппаратов на основе дифракционных решеток // Мехатроника, автоматизация, управление. 2012. № 4. С.61-64.

48. Старовойтов Е.И. Энергетическая оценка лазерной подсветки бортовых оптико-электронных систем космических аппаратов // Известия РАН. Энергетика. 2013. № 1. С.44-56.

49. Старовойтов Е.И. Эффективность измерений в оптическом диапазоне с целью обнаружения и инспекции потенциально опасных космических объектов. - Тезисы докладов научных чтений, посвященных 90-летию со дня рождения Ю. А. Мозжорина. Королев. 2010. С. 178-179.

50. Старовойтов Е.И., Савчук Д.В. Энергетическая оценка и помехоустойчивость лазерных локационных систем в условиях космического полета. Труды XXXVII Академических чтений по космонавтике. М.: 2013. С.543.

51. Тарасов Л.В. Физика лазера. 3-е изд., М.: Эдиториал УРСС. 2011.

456 с.

52. Теоретические основы проектирования информационно-управляющих систем космических аппаратов / В.В. Кульба, Е.А. Микрин, Б.В. Павлов, В.Н. Платонов; под ред. Е.А. Микрина. М.: Наука. 2006. 579 с.

53. Федосеев В.И. Автоматическая лазерная система контроля параметров сближения кооперируемых космических аппаратов // Оптический журнал. 1996. № 7. С.66-70.

54. Формозов Б.Н. Аэрокосмические фотоприемные устройства видимого и инфракрасного диапазонов: Учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: 2004. 127 с.

55. Формозов Б.Н. Проблемы создания системы глобального дистанционного зондирования Земли в ИК-диапазоне // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. 2004. № 1. С.3-6.

56. Хан ох Б.Ю. Оптические отражатели тетраэдрического типа в активных системах. Минск: Изд-во БГУ им. В.И. Ленина. 1982. 160 с.

57. Ammon G., Russel S.R. A laser tracking and ranging system. Appl. Opt., 1970, № 10, p. 2256-2258.

58. Flom T. Spaceborne laser radar. Appl. Opt., 1972, v. 11, N 2, p. 291.

59. InGaAs Area Image Sensors G11097 Series // Hamamatsu News, 2011, N 2. p. 8-9.

60. InGaAs Area Image Sensors G12242-0707W // Hamamatsu News, 2012, N l.p. 19.

61. Lamberts C.W. Active imaging system: a long-range scanned laser. Appl. Opt., 1976, v. 15, N 5, p. 1284.

62. Lehr C.G. Laser Tracking Systems. / Laser Applications, Academic Press., 1974, vol. 2, p. 13.

63. Lowrey D.O., Adelman S. A 10,6 micron radar for space rendezvous and docking. Wescon Profess. Progr., 1975, v. 19, S-l, p. 9.1/1-9.1/7.

64. Mainster M.A., Sliney D.H., Belcher C.D. Ш, Buzney S.M. Laser photodysrupters; damage mechanisms, instrument design and safety. // Ophthalmology. 1983. Vol.90, p. 973-991.

65. Matthews W.F., Jung R.F. Laser line-scanning sensors. Opt. Engineering, 1975, v. 14, N 2, p. 116.

66. Nordwall, Bruce D. Lasers Improve Night Landing // Aviation Week & Space Technology, January 2, 1995, pg. 56.

67. Nordwall, Bruce D. Navy Tests Lasers To Help Carrier Pilots. Aviation Week & Space Technology, Nov. 19, 1990, pg. 46.

68. Сканирующий лазерный маяк космических аппаратов. Патент РФ № 2462731. / Е.И. Старовойтов. Заявка № 2011106637 от 22.02.2011.

69. Сканирующий лазерный маяк космических аппаратов. Патент РФ № 2462732. / Е.И. Старовойтов. Заявка № 2011106638 от 22.02.2011.

70. Способ обнаружения пассивного космического объекта при сближении с ним активного космического аппарата. Патент РФ № 2474844. / Е.И. Старовойтов. Заявка на изобретение № 2011121514 от 27.05.11.

71. Устройство контроля ориентации наблюдаемого объекта. Патент РФ № 2093432 / Пименов Б.П., Агеев А.А. Заявка № 93041285/11 от 17.08.1993.

72. Васильев В.П., Глущенко Н.Ф., Знаменский И.В., Сумерин В.В. Лазер с диодной накачкой в локаторах с «пачечным» сигналом // Сетевой электронный научный журнал «Системотехника». 2004 г. № 2. -http://systech.miem.edu.ru/2004/n2/Vasiliev.htm - 05.02.2012.

73. Назаров В.Н., Балашов И.Ф. Энергетическая оценка импульсных лазерных дальномеров. СПбГУИТМО, 2002.38 с. - http://de.ifmo.ru/bk_netra/ start.php?bn=27 - 19.01.2012.

74. Старовойтов Е.И. Анализ возможностей реализации автоматической оптико-электронной системы взаимных измерений параметров относительного сближения КА // Отраслевая научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов «Молодежь в ракетно-космической отрасли». 21-24 сентября 2009 г., Королев. Сборник тезисов докладов. 1 электрон, опт. диск (CD-ROM).

75. Старовойтов Е.И. Некоторые технические аспекты реализации оптико-электронных систем измерения параметров сближения КА // XI Международная научно-техническая конференция «Кибернетика и высокие технологии XXI века» (С&Т 2010). 12-14 мая 2010 г, Воронеж. Материалы конференции. 1 электрон, опт. диск (CD-ROM).

76. Трифонов А.Г. «Optimization Toolbox 2.2 Руководство пользователя» - http://matlab.exponenta.ru/optimiz/book_l/15.php - 17.08.2012.

77. Фотоприемники - http://www.polyus.info/production/photodetectors/ -03.03.2013.

78. Фотоприемные устройства на основе кремния, германия, арсенида индия галлия на спектральный диапазон 0,3-1,7 мкм. - http://www.onon-ir.ru/ru/product3.html - 07.03.2013.

79. 3D Flash LIDAR Cameras™ for OOS Applications. March 26, 2010. - http://ssco.gsfc.nasa.gov/workshop_2010/day3/Roger_Stettner/ Stettner_ASC_Workshop_Presentation.pdf - 15.01.2012.

80. Allen A.C.M., Langley C., Mukherji R., Taylor A.B., Umasuthan M., Barfoot T.D. Rendezvous Lidar Sensor System for Terminal Rendezvous, Capture, and Berthing to the International Space Station. -http://144.206.159.178/FT/CONF/16414843/16414864.pdf-18.01.2012.

81. ARD&D Sensors - http://www.neptec.com/media/brochures/Canadian/ Space-TriDAR.pdf - 15.01.2012.

82. Arnold J.S. Latest LiDAR and Sensor Technologies for Mapping Applications / NSGIC CLC March 2010. - http://www.nsgic.org/public_resources/ 2010_MY_Northrop_NGIS_LiDAR_Tech.pdf -15.01.2012.

83. Circle-Circle Intersection - http://mathworld.wolfram.com/Circle-CircleIntersection.html - 14.06.12.

84. Christian J.A., Hinkel H., D'Souza C.N., Mauire S., Patangan M. The Sensor Test for Orion RelNav Risk Mitigation (STORRM) Development Test Objective. - http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/ 20110013437_2011014090.pdf - 29.01.2012.

85. Granade S.R., Roe F.D. Ground Testing the Hydra® AR&D Sensor System - http://144.206.159.178/FT/CONF/l6414843/16414863.pdf-20.01.2012.

86. Howard R.T., Heaton A.F., Pinson R.M., Carrington C.L., Lee J.E., Robertson B.A., Spenser S.H., Johnson J.E. The Advanced Video Guidance Sensor: Orbital Express and the Next Generation - http://read.pudn.com/ downloads 135/doc/fileformat/573936/measure.pdf- 20.01.2012.

87. InGaAs APDs 1100 - 1700 nm - InGaAs APD 1100 - 1700 nm - Laser Components GmbH - www.lasercomponents.com/fileadmin/user_upload/home/ Datasheets/lcd/i ae-series_ingaas.pdf- 26.11.12

88. LeCroy J., Hallmark D., Scott P., Howard R. Comparison of navigation solutions for autonomous spacecraft from multiple sensor systems. -http://144.206.159.178/FT/CONF/16414843/16414852.pdf-20.01.2012.

89. Liadsky J. Recent Advancements in Commercial LIDAR Mapping and Imaging Systems. - http://www.nps.edu/Academics/Centers/RSC/documents/ Recent Advancements .pdf - 26.01.2013.

90. LIDAR Pulsed Fiber Lasers. - http://www.vgen.com/UploadFiles/ VGen_VPFL_SP.pdf - 20.01.2012

91. Michel K., Ullrich A. Scanning time-of-flight laser sensor for rendezvous manoeuvres. - http://robotics.estec.esa.int/ASTRA/Astra2004/ Papers/astra2004_S-02.pdf - 14.01.2012.

92. Minec-Dube S. Space Qualification of Laser Diodes / ESA-NASA Working Group in Optoelectronics 21-22 June 2006. -https://escies.org/download/webDocumentFile?id=:2500 - 24.01.2012.

93. Polites M.E. An assessment of the Technology of automated rendezvous and Capture in Space. Marshall Space Flight Center, Alabama. -http://www.dept.aoe.vt.edu/~cdhall/courses/aoe4065/NASADesignSPs/ tp208528.pdf-20.01.2012.

94. Rendezvous- and Docking Sensor RVS. -http://www.electronicnote.com/Jena/RVS 0901 .pdf- 14.01.2012.

95. Ruel S. TriDAR Model Based Tracking Vision System for On-Orbit Servicing. - http://ssco.gsfc.nasa.gov/workshop_2010/day3/Stephane_Ruel/ OOS_Workshop_TriDAR_Presentation.pdf - 15.01.2012.

96. The GNG measurement system for the automated transfer vehicle. -http://www.issfd.org/ISSFD_2004/papers/P1010.pdf- 14.01/2012.

97. Videometer. - http://www.sodern.com/sites/docs_wsw/RUB_54/ VDM.pdf-14.01.2012.