Электронный каталог НБ БНТУ

Статья

Спиридонов, А.А.
Моделирование работы навигационного приёмника для сверхмалого космического аппарата = Simulation of Navigation Receiver for Ultra-Small Satellite / А. А. Спиридонов, Д. В. Ушаков, В. А. Саечников. – DOI 10.21122/2220-9506-2019-10-4-331-340 // Приборы и методы измерений / гл. ред. Олег Константинович Гусев; учредитель Белорусский национальный технический университет (Минск). – 2019. – Т.10 №4. – С. 331-340. – Режим доступа : https://rep.bntu.by/handle/data/62297. – На рус. яз.

В настоящее время к сверхмалым космическим аппаратам предъявляются жёсткие требования в части точности определения положения спутника на орбите, при этом на спутник накладываются ограничения по массе, габаритам и потребляемой мощности. Целью данной работы являлось моделирование работы навигационного приёмника сверхмалого космического аппарата с ограничениями по энергопотреблению и вычислительным ресурсам. Рассмотрены условия эксплуатации и определены требования к бортовому навигационному приёмнику сверхмалого космического аппарата. Описана работа на начальной стадии эксплуатации навигационного приёмника, тестирование работоспособности, детектирование ошибок, анализ достоверности решения задачи навигационно-временного определения. Разработана структура задач проектной баллистики по прогнозированию орбит сверхмалого космического аппарата и навигационных спутников, интервалов радиовидимости для систем ГЛОНАСС и GPS, а также параметров навигационных сигналов. Для предполагаемой орбиты спутника СubeBel-1 проведено численное моделирование орбитального движения относительно спутников систем GPS и ГЛОНАСС. Рассчитана динамика доплеровского сдвига частоты сигналов спутника GPS в приёмнике без ограничений по относительной скорости движения за одни сутки. Для спутников систем GPS и ГЛОНАСС рассчитаны интервалы радиовидимости и определены оптимальные условия для холодного старта навигационного приёмника с ограничением по относительной скорости (Vотн < 500 м/c) за 1 ч работы как при отдельной, так и при совместной работе по обеим системам. Для отработки методов верификации экспериментальных данных спутника СubeBel-1 исследована работа навигационного приёмника спутника Nsight по данным принимаемой телеметрии от начала его полёта до момента выхода в стабильный режим работы. Показано, что данные телеметрии навигационного приёмника на этапе тестирования имели существенную ошибку. После программной корректировки навигационный приёмник работал стабильно в течении всей недели наблюдения, ошибка измерений долготы и широты не превышала 0,2°.
Currently, ultra-small satellite are subjects to stringent requirements in terms of the accuracy of determining the position of the satellite in orbit, while the satellite is the subject to restrictions on mass, size and power consumption. The aim of this work is to simulate of navigation receiver operation for the ultra-small satellite with restrictions on energy consumption and computational resources. The operating conditions are considered and the requirements to the onboard navigation receiver for the ultra-small satellite are determined. The navigation receiver operation at the initial stage, performance testing, error detection, analysis of the reliability of the solution of the navigation-time determination problem are described. The structure of the design ballistics problems for orbit prediction of ultra-small spacecraft and navigation satellites, radio visibility intervals for GLONASS and GPS systems, parameters of navigation signals have been developed. The motion relative to the satellite systems GPS and GLONASS for a preliminary orbit of СubeBel-1 have been simulated. The Doppler dynamics of the GPS satellite signals in the receiver without restrictions on the relative speed for one day has been calculated. Radio visibility intervals for GPS and GLONASS satellites were calculated and optimal conditions for the cold start of the navigation receiver with a relative speed limit (Vr < 500 m/s) for 1 hour of operation both in separate and in joint operation on both systems were determined. To test the verification methods of the experimental data of the СubeBel-1 satellite, the operation of the navigation receiver of the Nsight satellite was studied according to the received telemetry from the beginning of its flight until the moment it entered stable operation.It is shown that the telemetry data of the navigation receiver at the testing stage had a significant error. After software correction, the navigation receiver worked steadily throughout the week of observation, the error of longitude and latitude measurements did not exceed 0.2 degrees.

681.783.322.3

общий = БД Техника
общий = КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ
общий = БАЛЛИСТИКА
общий = ОРБИТАЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ
общий = НАВИГАЦИОННЫЕ СРЕДСТВА