Задачи и способы телеуправления и контроля спутников связи

Управление ИСЗ включает в себя управление его движением и управление работой бортовой аппаратуры.

Управление движением состоит в ориентации и стабилизации корпуса ИСЗ относительно центра масс и в управлении движением центра масс. Ориентация и стабилизация осуществляются с помощью автономных систем, входящих в бортовой комплекс управления (БКУ) ИСЗ. Система ориентации совмещает систему координат, связанную с корпусом ИСЗ, с выбранными опорными направлениями, а система стабилизации поддерживает эти направления, нарушаемые вследствие действия возмущающих моментов. Управление движением центра масс ИСЗ осуществляется с помощью командного корректирующего управления. Его отличительной чертой является разнесение во времени процессов контроля траектории ИСЗ и изменения ее параметров. При этом контроль производится в течение длительного времени пассивного полета ИСЗ, а коррекция траектории - за малое время движения на активном участке.

На практике получили распространение командное корректирующее радиоуправление с наземного пункта (телеуправление) и автономное корректирующее управление. Как правило, первоначальный вывод спутников связи на орбиту осуществляется автономной системой управления, а при установке их в рабочую точку и функционировании на орбите используется телеуправление.

Фактические параметры движения центра масс ИС3 в свободном полете характеризуются шестимерным вектором v _ф. С помощью командно-измерительных систем (КПС) производится измерение текущих навигационных параметров ИСЗ, которые аналитически связаны с компонентами вектора v _ф. Результаты измерений с одного или нескольких станций КИС передаются в центр управления полетом (ЦУП), в котором производится оценка параметров движения центра масс ИСЗ и находится расчетный шестимерный вектор v _р. По найденному вектору v _р, в ЦУП вычисляется расчетная траектория движения ИСЗ и находится ее отличие от номинальной траектории, определяемой вектором v _н. На основании анализа отклонения расчетной траектории от номинальной принимается решение о целесообразности проведения коррекции движения ИСЗ и вычисляется программа коррекции, которая передается из ЦУП с помощью КИС в БКУ ИСЗ для исполнения.

При телеуправлении с наземного пункта измерение параметров движения ИСЗ производится на Земле. Но оно может осуществляться и на борту с помощью автономной навигационной системы, а результаты измерений передаются на Землю.

На систему ТУ при управлении движением ИСЗ возлагаются след. задачи:

- измерение текущих навигационных параметров центра масс ИСЗ.

- определение траектории движения ИСЗ и расчет программы коррекции его движения;

- передача на борт ИСЗ рассчитанной программы коррекции.

ТУ работой бортовой аппаратуры (БА) ИСЗ аналогично управлению движением центра масс ИСЗ. Фактическое состояние БА и окружающей среды, характеризуемое вектором состояний μ_ф, фиксируется соответствующими бортовыми датчиками. Показания датчиков по телеметрическому каналу передаются на ЗС КИС. На станциях КИС они выделяются, регистрируются и направляются в ЦУП ИСЗ на обработку для анализа и принятия решения. В ЦУП с учетом реального состояния БА и требуемых режимов дальнейшего функционирования ИСЗ формируется программа работы, которая с помощью КИС передается на борт для исполнения.

На систему ТУ при управлении работой бортовой аппаратуры ИСЗ возлагают следующие задачи:

- формирование и передача на Землю телеметрической информации (ТМИ);

- прием и предварительная обработка ТМИ;

- анализ ТМИ в ЦУП и выработка программы работы бортовой аппаратуры;

- передача на борт ИСЗ командно-программной информации (КПИ), задающей выработанную в ЦУП программу работы аппаратуры ИСЗ.

КПИ состоит из разовых команд (РК), временных программ (ВП) и специальной информации (СИ). РК исполняется на борту ИСЗ сразу после выделения в бортовой аппаратуре (БА) КИС. ВП являются информационным массивом, включающим последовательности команд и времен их исполнения, а СИ содержит обычно исходные данные для бортовой ЭВМ.

В ряде систем спутниковой связи, в частности низкоорбитальных требуется синхронизация аппаратуры разных ИСЗ и ЗС. В этих случаях на ИСЗ формируют бортовую шкалу времени (БШВ), а на КИС возлагают задачу сверки, фазирования и коррекции (СФК) БШВ с системой единого времени (СЕВ).

К спутниковым системам связи предъявляются жесткие требования по минимизации возможных перерывов связи между пользователями системы. Поэтому необходимо как можно раньше определять возникающие на борту спутников различные нештатные ситуации и принимать меры к их устранению. С этой целью контроль работоспособности бортовой аппаратуры проводят непрерывно и при обнаружении нештатной ситуации организуют взаимодействие между ЦУП и БКУ данного спутника, т.е. проводят специальный сеанс управления.

Непрерывность контроля в зарубежных спутниковых системах достигается, как правило, закреплением за каждым спутником связи специализированной, обычно упрощенной KИC. В отечественной практике ЗС КИС работают с ИСЗ сеансами, длительность которых во много раз меньше паузы между ними. Такая организация работы позволяет одной станцией КИС обеспечить управление большим числом ИСЗ. В перерывах между сеансами ИСЗ находятся в автономном полете.

Если во время автономного полета на ИСЗ возникает какая-либо нештатная ситуация, то его БКУ формирует сигнал оповещения «Вызов с земли». Получив этот сигнал, ЦУП организует с данным ИСЗ внеочередной сеанс управления. Для передачи с ИСЗ сигналов оповещения может использовать целевой (связной) канал, радиоканал КИС либо специальная система «Вызов».

В процессе штатной эксплуатации спутников связи в ряде случаев целесообразно осуществлять управление ими с использованием аппаратуры связного капала. Для этого в бортовом ретрансляторе и земной станции спутниковой связи требуется установка дополнительных устройств, обеспечивающих служебную связь.

4.2 Командно – измерительные системы.

Дата добавления: 2015-10-31