Способ определения направления на активный объект, преднамеренно сближающийся с космическим аппаратом
METHOD OF DETERMINING DIRECTION TO AN ACTIVE OBJECT INTENTIONALLY APPROACHING A SPACECRAFT

Изобретение относится к области средств наблюдения или слежения за полетом космических аппаратов (КА) и может быть использовано для определения направления на активный объект, преднамеренно сближающийся с космическим аппаратом. Примером таких ситуаций может служить несанкционированный увод космического аппарата в зону захоронения или сближение с космическим аппаратом с целью выявления его предназначения, оценки технических характеристик или поиска новых технологических решений.
Известно защищенное патентом изобретение - аналог: заявка №2012104591/11, МПК B64G, 2012 г. «Метод точного позиционирования и мониторинга подвижных объектов» (В. Заренков, Д. Заренков, В. Дикарев, Б. Койнаш). Метод основан на использовании спутниковой навигации, позволяет определять мобильные координаты объекта и управлять объектом в полете. Метод реализуется с использованием системы технических средств, включающей навигационные космические аппараты, станции коррекции, аппаратные средства телевизионного центра, аппаратные средства космической связи, аппаратные средства контролируемого подвижного объекта и станции контроля за космическим полетом. Все перечисленные средства функционируют одновременно с использованием специально разработанных алгоритмов. Технический результат - высокая надежность и точность дискретных сигналов, которыми обмениваются телевизионные центры и космические объекты, что, в свою очередь, обеспечивает высокую точность позиционирования и мониторинга подвижных объектов. К недостаткам метода следует отнести высокую сложность его реализации.
Известно защищенное патентом изобретение - аналог: заявка №2008133984/09, МПК B64G 4/00, 2007 г. «Устройство контроля относительного(ых) положения(ий) путем измерений мощности для космического аппарата группы космических аппаратов при полете строем», предназначенное для управления космическими аппаратами при их перемещении строем. Устройство осуществляет контроль относительных положений космических аппаратов по отношению друг к другу и содержит:
- комплекс по меньшей мере из трех приемоизлучающих антенн, установленных на по меньшей мере трех сторонах разного направления относительно данного космического аппарата и способных излучать/принимать радиочастотные сигналы;
- средства измерения, предназначенные для определения мощности сигналов, принимаемых каждой из антенн, и выдачи совокупностей мощностей, каждая из которых связана с одним из космических аппаратов группы, расположенных вокруг данного космического аппарата;
- запоминающие средства, предназначенные для хранения совокупностей картографических данных, каждая из которых характеризует нормализованные мощности сигналов, принятых каждой из антенн в зависимости от выбранных направлений передачи;
- средства обработки, предназначенные для сравнения каждой совокупности мощностей, выдаваемой средствами измерения, с совокупностями хранящихся картографических данных.
В результате работы устройства определяется каждое из направлений передачи сигналов, излучаемых другими космическими аппаратами группы по отношению к системе координат, привязанной к данному космическому аппарату. Техническим результатом использования способа-прототипа является обеспечение позиционирования группы космических аппаратов относительно друг друга с точностью, необходимой для совместного выполнения задания. К недостаткам устройства следует отнести необходимость размещения на борту КА радиопередающей аппаратуры, что увеличивает массу и габаритные характеристики космического аппарата и требует дополнительных затрат бортовой энергетики.
Известно заявленное изобретение-прототип: заявка №2015129373/11(045378), МПК B64G 3/00, 2015 г. «Способ обнаружения преднамеренного сближения активного объекта с космическим аппаратом». Согласно способу принимают сигналы, излучаемые активным объектом, измеряют амплитуды и выполняют обработку принимаемых сигналов. При обработке принимаемых сигналов амплитуду каждого очередного сигнала сравнивают с амплитудой предыдущего сигнала и определяют приближение активного средства в случае приема непрерывной последовательности сигналов с нарастающей амплитудой.
Для выполнения операций по преднамеренному сближению активный объект имеет систему наведения, которая излучает зондирующий сигнал и принимает сигнал, отраженный от объекта, с которым происходит сближение. По мере сближения амплитуда зондирующего сигнала, воздействующего на космический аппарат, монотонно возрастает. Поэтому прием непрерывной последовательности сигналов с нарастающей амплитудой однозначно свидетельствует о преднамеренном приближении активного средства к космическому аппарату.
Недостатком способа обнаружения преднамеренного сближения активного объекта с космическим аппаратом является невозможность определения направления на приближающийся активный объект.
Целью предлагаемого изобретения является определение направления на активный объект, преднамеренно сближающийся с космическим аппаратом.
Согласно заявляемому способу принимают сигналы, излучаемые приближающимся активным объектом, измеряют амплитуду и выполняют обработку принимаемых сигналов. Для приема сигналов применяют детекторы плоской формы. Детекторы располагают на поверхности сферической оболочки ортогонально радиус-вектору из центра сферической оболочки к точке касания с детектором. Внутри сферической оболочки помещают материал - поглотитель излучения. Направление на активный приближающийся объект определяют по радиус-вектору, направленному на детектор с максимальной амплитудой регистрируемого сигнала.
Обоснование практической реализуемости заявляемого способа заключается в следующем. Данные о регистрируемых сигналах поступают одновременно от всех детекторов, т.е. в соответствии с принятой геометрической схемой расположения детекторов данные поступают одновременно со всех возможных направлений движения активного объекта. За счет ослабления излучения в материале - поглотителе амплитуда сигналов, регистрируемых в области задней полусферы по отношению к направлению движения активного объекта, значительно меньше амплитуды сигналов от детекторов, расположенных в области передней полусферы. При равной площади детекторов амплитуда сигналов пропорциональна косинусу угла падения регистрируемого излучения. Один из детекторов передней полусферы зарегистрирует сигнал с максимальной амплитудой, что соответствует направлению на приближающийся активный объект. При необходимости это направление может быть определено более точно по результатам математической обработки показаний детекторов в области передней полусферы.
Быстродействие заявляемого способа определяется временем обработки электрических сигналов, поэтому способ обеспечивает оперативное принятие решений в условиях контролируемых ситуаций.