Оптимизация структуры бортовой аппаратуры спутниковой командно-измерительной системы

Результат аналитического решения уравнения движения (2) с высокой точностью совпадает с результатами математического моделирования электропривода пульсирующего движения, выполненного в программной среде ММаЬ, и позволяет установить количественные взаимосвязи между параметрами электрической машины, источников питания и нагрузки, а также, в частности, оценить динамические и энергетические характеристики асинхронного электропривода.

В заключение следует отметить, что предложенный принцип управления асинхронным двухфазным двигателем азимутального электропривода антенны радиолокационной станции позволяет легко изменять алгоритм его действия, формируя различные траектории движения, модифицируя лишь программное обеспечение системы управления.

Библиографические ссылки

1. Аристов А. В. Электропривод колебательного движения с машиной двойного питания. Томск : Изд.-полиграф. фирма ТПУ, 2000. 176 с.

2. Бродовский В. Н., Иванов Е. С. Приводы с частотно-токовым управлением. М. : Энергия, 1974. С. 22.

References

1. Aristov A. V. The electric drive of the vibrational motion of the dual supply machine. Tomsk : Publishing and Printing company TPU, 2000. 176 p.

2. Brodovsky V. N., Ivanov E. S. Drives with frequency-current control. M. : Energy, 1974. P. 22.

© Нагорный В. О., Аристов А. В., 2014

УДК б29.05

ОПТИМИЗАЦИЯ СТРУКТУРЫ БОРТОВОЙ АППАРАТУРЫ СПУТНИКОВОЙ КОМАНДНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

В. Г. Патюков1, А. А. Силантьев2, В. А. Шатров2

1Сибирский федеральный университет Российская Федерация, бб0074, Красноярск, ул. Киренского, 2б 2ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, бб2972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52

E-mail: vitalys@iss-reshetnev.ru

Рассматривается приборный состав бортовой аппаратуры командно-измерительной системы, вопросы ее оптимизации с целью усовершенствования системы, ее производства и эксплуатации. Приводится описание предложенной для разработки системы. Сущность проблемы сводится к необходимости расширения радиотехнического элементного и приборного производства в России, повышению конкуренции среди производителей радиотехнической аппаратуры, в том числе для спутниковых систем.

Ключевые слова: командно-измерительная система, космический аппарат, бортовой комплекс управления, оптимизация структуры, увеличение функциональности.

OPTIMIZATION OF THE ONBOARD EQUIPMENT STRUCTURE OF SATELLITE TELEMETRY,

COMMAND AND RANGING SYSTEM

V. G. Patyukov1, A. A. Silantyev2, V. A. Shatrov2

1 Siberian Federal University 2б, Kirenskiy str., Krasnoyarsk, бб0074, Russian Federation

2JSC "Information Satellite Systems" named after academician M. F. Reshetnev" 52, Lenin str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, бб2972, Russian Federation E-mail: vitalys@iss-reshetnev.ru

The onboard instrumental equipment of satellite telemetry command and ranging system is researched, the issues aimed to optimize the improvement of the system, its production and use are considered. There is a description of the system development. The main idea is to expand the radio engineering element and instrument manufacture in Russia to increase competition among manufacturers of electronic equipment, including satellite systems.

Keywords: telemetry command and ranging system, spacecraft, onboard complex of management, optimization of structure, increase in functionality.

Бортовая аппаратура командно-измерительной начальной обработки команд управления с Земли, системы (БА КИС) представляет собой радиоэлек- формирования кадра телеметрической информации о тронную систему, предназначенную для приема и системах космического аппарата (КА), передачи дан-

Системы управления, космическая навигация и связь

ного кадра на Землю и ретрансляции сигналов измерения текущих навигационных параметров КА. БА КИС является неотъемлемой и одной из ключевых систем КА. Один из вариантов реализации командно-измерительной системы представлен на рис. 1.

Рассмотрим возможные структурные изменения, которые можно внести в схему, приведенную на рис. 1, с целью уменьшения временных, интеллектуальных и ресурсных затрат на производство при сохранении уже достигнутых характеристик, а также улучшения функционирования и упрощения испытаний и эксплуатации.

В общем исследуемую систему можно разделить на 2 части: низкочастотную (НЧ) и высокочастотную (ВЧ). ВЧ часть делится на приборы (приемники, передатчики, усилители) и на АФУ. Кабельная сеть, соединяющая все составляющие БА КИС, относится к категории, соответствующей ее характеристикам - ВЧ или НЧ. Все приборы системы резервированы, а элементы БА КИС соединены перекрестным образом, чтобы исключить фатальное влияние единичного отказа. В итоге, несмотря на небольшой состав системы, количество кабельных соединений велико. А если учесть, что элементы БА КИС при эксплуатации могут находиться на противоположных сторонах КА, а это до 5 м расстояния, то масса кабельной сети, сложности с ее монтажом становятся одними из «слабых» точек системы. Решением этой проблемы могут стать унификация электрических связей всего бортового комплекса управления (БКУ) КА и оптимизация кабельной сети. Идея заключается в усложнении приборной плиты КА с включением в ее состав подобия печатной платы, дорожки которой и будут выполнять роль кабельной сети. Необходимо отметить, что похожим образом реализуются набравшие популярность во всем мире малые КА типа СиЪе8а1 Вопрос реализации этой идеи не менее критичен, чем вопрос об использовании беспроводной сети внутри КА в космосе: сложности с расположением большого количества дорожек, сложности с совмещением функцией терморегулирования, сложности с унификацией разъ-

емов всех приборов, входящих в состав КА (по крайней мере, БКУ), которые, кстати, производятся на заводах по всему миру, и т. д. Но применение этой технологии не только к БА КИС, но и к другим системам КА очевидно выводит спутниковое производство на новый уровень.

Оптимизировать же структуру самой системы непросто: набор приборов минимален и соответствует схеме классической радиоэлектронной системы. Тем не менее почти за полувековое существование было произведено несколько вариаций относительно представленной на рис. 1: объединение приемника и передатчика в одно устройство, разделение модуля интерфейсного (МИ) на несколько частей по функциональному назначению (чаще по «направлению» связи Борт-Земля или Земля-Борт), использование антенн ретранслятора вместо рупорной антенны для стационарного режима работы и прочее. Одним из возможных направлений оптимизации является упразднение МИ с передачей его функций в цифровые приборы БКУ, с которыми в отмеченном варианте организована «внешняя связь» БА КИС. Также часть функций МИ может быть передана в приемник и передатчик. Расписав функциональную схему БА КИС и распределив функции МИ между приборами БКУ, приемником и передатчиком, можно будет выдавать технические задания разработчикам приборов для проведения эскизного проектирования обновленного БА КИС.

Еще одним направлением развития БА КИС является увеличение его функциональности. В частности, предлагается организовать режим форсированной передачи данных на Землю. Для этого необходимо увеличить скорость передачи данных, что в результате приведет к ухудшению энергетики радиолинии, а также к другим проблемам, уже ставшим классическими для разработчиков систем связи [1]. Бороться с ними также надо классическими методами: оптимизировать функциональную схему, согласно рис. 2, разрабатывать адаптационные алгоритмы для БА КИС, объединять разработчиков наземной и бортовой КИС и т. д.

Рис. 1. Возможная реализация БА КИС: Ан - антенна; АФУ - антенно-фидерные устройства; ПРМ - приемник; ПРД - передатчик; МИ - модуль интерфейсный

Рис. 2. Функциональная схема оптимизированной БА КИС по линии «Борт-Земля»

В заключение добавим, что описанные выше направления оптимизации структуры бортовых спутниковых систем не имеют смысла без единения (взаимодействия, прогресса) производителей аппаратуры космического назначения, производителей электрорадио изделий, эксплуататоров радиотехнических систем, а также, что не менее важно, управленческих структур и научных школ.

Библиографическая ссылка

1. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. 2-е изд., испр. : пер. с англ. М. : Вильямс, 2007. 1104 с. : ил. Парал. тит. англ.

Reference

1. Sklar B. Digital communications, fundamentals and applications. 2nd ed.: Prentice Hall PTR, 2001. 1104 p.

© Патюков В. Г, Силантьев А. А., Шатров В. А., 2014

УДК 621.391

ОРГАНИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ГЛАВНОГО КОНСТРУКТОРА ОАО «ИНФОРМАЦИОННЫЕ СПУТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ» ИМЕНИ АКАДЕМИКА М. Ф. РЕШЕТНЕВА»

А. А. Рябов, В. В. Дранишников, В. В. Мишанов

ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52

E-mail: kot.com@sibmail.com

Рассмотрено устройство информационно вычислительного комплекса главного конструктора в области технического устройства, сетевых подключений и работы с космическими аппаратами.

Ключевые слова: информационно-вычислительный комплекс, сеть, рабочая станция, космический аппарат.

ORGANIZATION OF INFORMATION COMPUTER COMPLEX OF CHIEF DESIGNER OF JSC "INFORMATION SATELLITE SYSTEMS" NAMED AFTER ACADEMICIAN M. F. RESHETNEV"

A. A. Ryabov, V. V. Dranishnikov, V. V. Mishanov

JSC "Information Satellite Systems" named after academician M. F. Reshetnev" 52, Lenin str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation.E-mail: kot.com@sibmail.com

Apparatus of the Information and Computing Complex of the chief designer of technical devices, network connections and work with satellites are considered.

Keywords: information and computer system, network, workstation, spacecraft.