СИСТЕМА НАВЕДЕНИЯ МЕЖСПУТНИКОВОЙ ЛИНИИ СВЯЗИ

Полезная модель относится к области инерциальных навигационных систем и может быть использована для построения системы наведения приемников и передатчиков лазерной линии связи друг на друга.
Известна навигационная система, содержащая корпус, выполненный в виде несущего кронштейна, имеющего форму, приближенную к прямоугольному параллелепипеду с боковыми, верхней и нижней гранями, внутренней полостью, три волоконно-оптических гироскопа, расположенных со стороны двух смежных боковых граней и верхней грани, и три акселерометра, при этом гироскопы и акселерометры снабжены защитными крышками и закреплены в корпусе на базовых поверхностях с обеспечением ортогональности установки их измерительных осей, а также блок электроники, расположенный в полости корпуса, отличающаяся тем, что смежные боковые грани корпуса снабжены защитными кожухами, выполненными с возможностью размещения в них гироскопов и акселерометров, при этом внутренняя поверхность защитных кожухов имеет сложную рельефную форму, обусловленную формированием базовых поверхностей, состоящих из базовых опорных элементов, расположенных по периметру внутренней поверхности защитных кожухов, акселерометры размещены в плоскости размещения гироскопов, при этом акселерометры, расположенные со стороны смежных боковых граней, установлены в нижней части корпуса [1].
Недостаток этой системы заключается в том, что она является моноблочной структурой и, соответственно, в ней отсутствует возможность раздельной установки базовых поверхностей. Это приводит к снижению точности начальной выставки измерительных осей гироскопов и акселерометров и, следовательно, снижению точности позиционирования навигационной системы.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является астроинерциальная навигационная система, содержащая систему определения корректирующих поправок бесплатформенной инерциальной навигационной системы и источники внешней информации, сигналы с которых используются в качестве входной информации для определения корректирующих поправок, причем в качестве первого источника внешней информации применен источник астроинформации, включающий телеблок, установленный в рамках карданова подвеса, обеспечивающего выставку телеблока на заданные углы по азимуту и высоте, блок следящих систем отработки углов наведения визирной оси телеблока, бортовую ЦВМ, по целеуказаниям которой следящие системы отрабатывают эти углы, а также блок вычисления угловых поправок, отличающаяся тем, что в качестве второго источника внешней информации применен источник скоростной и позиционной информации, а система определения корректирующих поправок бесплатформенной инерциальной навигационной системы выполнена трехступенчатой и включает последовательно подключенные блок определения позиционной ошибки, скоростной ошибки и ошибки построения вертикали, обеспечивающий на выходе первой ступени формирование горизонтальных проекций вектора кинематических ошибок системы как результат визирования гипотетической звезды, находящейся в зените, входами связанный с бортовой ЦВМ и источником скоростной и позиционной информации, блок определения вертикальной проекции вектора кинематических ошибок системы, обеспечивающий на выходе второй ступени формирование вектора кинематических ошибок системы, и подключенный вторым входом к блоку вычисления угловых поправок, а также блок определения инструментальных ошибок системы, обеспечивающий на выходе третьей ступени формирование вектора нескомпенсированных дрейфов системы на оси приборного трехгранника [2].
Недостаток этой системы заключается в том, что карданов подвес, используемый в качестве несущего конструктивного элемента и обеспечивающий выставку телеблока на заданные углы по азимуту и высоте, не позволяет выполнить раздельную установку базовых поверхностей датчиков углов. Это приводит к снижению точности начальной выставки измерительных осей датчиков углов и, следовательно, снижению точности позиционирования навигационной системы.
Задачей полезной модели является повышение точности позиционирования навигационной системы за счет обеспечения возможности раздельной установки базовых поверхностей датчиков углов.
Это достигается тем, что система наведения межспутниковой линии связи, содержащая размещенные на основании систему определения корректирующих поправок и источник внешней информации, сигналы с которой используются в качестве входной информации для определения корректирующих поправок, причем в качестве источника внешней информации используется источник видеоинформации, включающий телеблок и блок следящих систем отработки углов наведения визирной оси телеблока на низкоорбитальный космический аппарат, а в качестве системы определения корректирующих поправок используется бортовая ЦВМ, по целеуказаниям которой следящие системы отрабатывают эти углы, использует в качестве подвеса, обеспечивающего выставку телеблока на заданные углы по азимуту и высоте (месту), прецизионный двухкоординатный электропривод с разнесенной базой установки базовых поверхностей датчиков углов. Это дает возможность осуществления раздельной, независимой установки каждой их базовых поверхностей датчиков углов, что приводит к повышению точности позиционирования системы наведения межспутниковой линии связи.
На фиг. 1 представлена система наведения межспутниковой линии связи, где:
1 - телеблок;
2 - блок следящих систем отработки углов наведения визирной оси телеблока;
3 - бортовая ЦВМ;
4 - двухкоординатный электропривод;
5 - основание.
Система наведения межспутниковой линии связи работает следующим образом: на основании сигналов, поступающих от телеблока, блок следящих систем отработки углов наведения визирной оси телеблока с учетом корректирующих поправок, определенных с помощью ЦВМ, осуществляет выставку телеблока на заданные углы по азимуту и высоте (месту), величина которых обеспечивает слежение за низкоорбитальным космическим аппаратом с точностью, величина которой определяется требованиями Заказчика.
Для примера рассмотрим систему наведения межспутниковой линии связи, в которой блок следящих систем отработки углов наведения визирной оси телеблока реализуется на базе микросхемы FPGA M2S090-1FCS325 производства Microsemi без использования встроенного микропроцессорного ядра Cortex-М3, а телеблок реализуется на основе объектива Samyang 500 mm F8.0 и КМОП сенсора VITA 1300 (NOIV1SN1300A) производства ON Semiconductor. В этом случае точность позиционирования системы наведения межспутниковой линии связи составит 10'', в то время, как точность позицинирования Миссии NASA «Optical Communications and Sensor Demonstration» (OCSD) при том же весе всей системы составляет 0.01°.
Источники информации:
1. Патент РФ №2430333.
2. Патент РФ №2654965 – прототип.