СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАВИГАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ И ВЫВОДИМОГО ЕЮ НА ОРБИТУ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD TO DETERMINE NAVIGATION PARAMETRES OF CARRIER ROCKET AND SPACECRAFT IT PLACES INTO ORBIT AND DEVICE FOR ITS REALISATION

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при создании инерциальных систем управления в части определения навигационных параметров ракеты-носителя (РН) и выводимых ею на орбиту космических аппаратов (КА), понимая под навигационными параметрами (НП) составляющие линейных ускорений, скоростей и координат, а также угловых скоростей и координат РН и КА.
Известны способы построения инерциальных систем управления (ИСУ), когда в составе системы в качестве командного прибора (КП) на борту РН устанавливается гиростабилизированная платформа (ГСП), материализующая базовую (инерциальную) систему координат, на базе трехосного (индикаторно-силового) гироскопического стабилизатора (ТГС), а на борту КА устанавливаются бесплатформенные инерциальные навигационные системы (БИНС). На борту каждого РН и КА устанавливается вычислительное устройство (ВУ).
КП РН во время предстартовой подготовки под управлением ВУ РН проводит выставку и прицеливание ГСП, а также калибровку чувствительных элементов (ЧЭ) КП, то есть гироблоков (ГБ) и акселерометров (Акс). Калибровать ЧЭ БИНС во время наземной подготовки не представляется возможным. Выставка (аналитическая) БИНС относительно выставленной на Земле ГСП производится во время полета РН.
Если с РН убрать КП, но оставить ВУ, а вместо БИНС на КА установить КП на базе двухосного индикаторного гироскопического стабилизатора (патент RU 2339002 C1 от 14.05.2007), то есть гибридную инерциальную навигационную систему (ГИНС), то опираясь на особенности ГИНС, можно реализовать следующий способ определения НП РН и КА:
- в качестве КП РН используются все имеющиеся в наличии КП КА, избыточность информации дает возможность повысить точностные характеристики КП КА в  раз (n - количество КА),
- конструкция КП КА (ГИНС) позволяет произвести выставку, прицеливание и калибровку во время предстартовой подготовки на Земле,
- во время предстартовой подготовки выведение КА в ВУ РН производится комплексирование показаний ЧЭ КП КА,
- после отделения КА от РН ИСУ каждого КА работает автономно, опираясь на начальные исходные данные, полученные ИСУ КА от ИСУ РН в момент отделения. Данный способ определения НП РН и КА дает возможность уменьшить вес, габариты и стоимость инерциальной навигационной системы управления ИНСУ комплекса (РН + nКА, где n - количество КА) при сохранении точностных характеристик ИНСУ в сравнении с традиционной схемой ИНСУ, если в обоих ИНСУ используется одна и та же элементная база ЧЭ.
Выигрыш в весе ИНСУ ΔВ можно подсчитать по следующей формуле:
кпрн
КПКА
БИНС
ΔB=В-n(В - В)
кпрн
где В - вес КП РН,
КПКА
В- вес КП КА,
БИНС
В - вес БИНС.
На чертеже представлена схема расположения КП и ВУ в составе ИНСУ на ракетном комплексе.
Устройство для определения навигационных параметров ракеты-носителя и космических аппаратов (чертеж) содержит вычислительное устройство (6), установленное на корпусе ракеты-носителя, вычислительные устройства (7), (8), (9), преобразователи аналог-код, код-аналог (13), (14), (15), гибридные инерциальные навигационные системы (10), (11), (12), установленные на корпусах космических аппаратов, выходы вычислительного устройства (6) соединены с входами ВУ (7), (8), (9), выходы ВУ (7), (8), (9) соединены с входами ВУ (6) и входами преобразователей (13), (14), (15), выходы преобразователей (13), (14), (15) соединены с входами ВУ (7), (8), (9) и ГИНС (10), (11), (12), выходы ГИНС (10), (11), (12) соединены с входами преобразователей (13), (14), (15).
1 - ракета-носитель
2 - головная часть
3, 4, 5 - космические аппараты
5 - "n"-ый КА
6 - вычислительные устройства РН
7, 8, 9 - вычислительные устройства КА
10, 11, 12 - гибридная инерциальная навигационная система
13, 14, 15 - преобразователи аналог-коды, коды-аналог.