[go: up one dir, main page]

RU2787277C1 - Method for control of portable surveillance equipment on two-stage rotary platform, mainly placed on spacecraft - Google Patents

Method for control of portable surveillance equipment on two-stage rotary platform, mainly placed on spacecraft Download PDF

Info

Publication number
RU2787277C1
RU2787277C1 RU2021129330A RU2021129330A RU2787277C1 RU 2787277 C1 RU2787277 C1 RU 2787277C1 RU 2021129330 A RU2021129330 A RU 2021129330A RU 2021129330 A RU2021129330 A RU 2021129330A RU 2787277 C1 RU2787277 C1 RU 2787277C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
turntable
spacecraft
observation
drive
axis
Prior art date
Application number
RU2021129330A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Юрьевич Беляев
Игорь Владимирович Рассказов
Дмитрий Николаевич Рулев
Эрик Эдуардович Сармин
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва"
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" filed Critical Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва"
Application granted granted Critical
Publication of RU2787277C1 publication Critical patent/RU2787277C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: aerospace technology.
SUBSTANCE: method for control of surveillance equipment (hereinafter – SE) on a two-stage rotary platform (hereinafter – RP), placed on a spacecraft (hereinafter – SC), includes determination of parameters of RP angular movement along each of axes of rotation, generation of control impacts on RP drives, when surveilling objects on an underlying surface. Before the beginning of a surveillance session, a direction of an angular speed vector (hereinafter – ASV) of rotation of a sight axis (hereinafter – SA) of SE, determined in the coordinate system (hereinafter – CS) related to RP during the impact on one of RP drives, is combined with a direction determined in CS related to SC, which is the minimum angle with SC speed vector. During the session, setting of SA of SE to positions required for surveillance of objects is performed by generation of controlling impacts on this RP drive, and drive development time is measured. In initial sessions, the direction, which is the minimum angle with SC speed vector, is alternately combined with the direction of ASV of rotation of SA of SE during the impact on one and on the other RP drive, respectively. In following sessions, the direction, which is the minimum angle with SC speed vector, is combined with the direction of ASV of rotation of SA of SE during the impact on the drive with the greatest development time.
EFFECT: increase in the reliability due to uniform development of drives.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к аэрокосмической технике и может быть использовано для обеспечения управления размещенной на летательном/космическом аппарате переносной аппаратурой наблюдения на двухстепенной поворотной платформе при выполнении наблюдений подстилающей поверхности.SUBSTANCE: invention relates to aerospace engineering and can be used to provide control of portable observation equipment placed on an aircraft/spacecraft on a two-stage turntable when performing observations of the underlying surface.

Известен способ управления целевой аппаратурой космического аппарата (КА), реализуемый системой управления телевизионным видеоспектральным комплексом КА (патент РФ 2068801, МПК 6: B64G 9/00), который включает наведение и отслеживание целей, при которых выполняется переориентация оси визирования установленной на поворотной платформе телевизионной и научной аппаратуры на выбираемую в реальном времени по ТВ-изображению цель с последующим автоматическим отслеживанием цели, в том числе выполняется определение пространственного положения прибора наведения относительно КА, задание координат целей, определение положения целей относительно прибора наведения, расчет углов поворота прибора наведения и повороты прибора наведения.A known method of controlling the target equipment of a spacecraft (SC), implemented by the control system of the television video spectrum complex of the spacecraft (RF patent 2068801, IPC 6: B64G 9/00), which includes guidance and tracking of targets, in which the reorientation of the axis of sight of the television installed on the rotary platform is performed. and scientific equipment to a target selected in real time from a TV image with subsequent automatic tracking of the target, including determining the spatial position of the guidance device relative to the spacecraft, setting the coordinates of targets, determining the position of targets relative to the guidance device, calculating the angles of rotation of the guidance device and turning the device guidance.

К недостаткам способа относится, в частности, то, что он допускает наведение только на цели, с одной стороны, ограниченные диапазоном углов поворота поворотной платформы, а с другой стороны, ограниченные попаданием в текущий кадр ТВ-изображения, который, кроме упомянутого ограничения по диапазону углов поворота поворотной платформы, имеет ограниченный охват, определяемый полем зрения ТВ-камеры. При этом сам факт размещения аппаратуры наведения на поворотной платформе ограничивает свободу перемещения аппаратуры при ее нацеливании и сопровождении цели экипажем КА.The disadvantages of the method include, in particular, the fact that it allows aiming only at targets, on the one hand, limited by the range of rotation angles of the turntable, and on the other hand, limited by falling into the current frame of the TV image, which, in addition to the mentioned range limitation rotation angles of the turntable, has a limited coverage, determined by the field of view of the TV camera. At the same time, the very fact of placing the guidance equipment on the turntable limits the freedom of movement of the equipment when it is aimed and the target is tracked by the spacecraft crew.

Известен способ ориентации целевой аппаратуры КА (Аншаков Г.П., Макаров В.П., Мантуров А.И., Мостовой Я.А. Методы и средства управления в высокоинформативном наблюдении Земли из космоса. XIV Санкт-Петербургская Международная конференция по интегрированным навигационным системам, 28-30 мая 2007, стр. 165-173. Санкт-Петербург, Россия, 2007), включающий измерение параметров углового движения КА, формирование и выдачу на приводы инерционных исполнительных органов управляющих сигналов, создание минимальных моментов инерции КА путем перемещения аппаратуры и элементов конструкции к центру масс КА, изменение параметров углового движения инерционных масс инерционных исполнительных органов и соответствующее ему изменение параметров углового движения КА с неподвижно установленной на нем целевой аппаратурой, определение накопленного инерционными массами инерционных исполнительных органов кинетического момента, формирование и выдачу управляющих сигналов в систему сброса кинетического момента.A known method of orientation of the target equipment of the spacecraft (Anshakov G.P., Makarov V.P., Manturov A.I., Mostovoy Ya.A. Methods and controls in highly informative observation of the Earth from space. XIV St. Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, May 28-30, 2007, pp. 165-173, St. Petersburg, Russia, 2007), which includes measuring the parameters of the angular motion of the spacecraft, generating and issuing control signals to the drives of the inertial executive bodies, creating the minimum moments of inertia of the spacecraft by moving the equipment and structural elements to the center of mass of the spacecraft, changing the parameters of the angular motion of the inertial masses of the inertial actuators and the corresponding change in the parameters of the angular motion of the spacecraft with the target equipment fixed on it, determining the momentum accumulated by the inertial masses of the inertial actuators, generating and issuing control signals to the reset system kinetic moment.

К недостаткам способа относится, в частности, то, что для обеспечения переориентации (программных поворотов) и стабилизации в требуемом положении целевой аппаратуры используют инерционные массы инерционных исполнительных органов.The disadvantages of the method include, in particular, the fact that inertial masses of inertial actuators are used to ensure reorientation (program rotations) and stabilization in the required position of the target equipment.

Известен способ ориентации целевой аппаратуры КА на основе автоматических поворотных платформ (Лобанов B.C., Тарасенко Н.В., Шульга Д.Н., Зборошенко В.Н., Федосеев С.В., Хаханов Ю.А. Системы наведения целевой аппаратуры на основе автоматических поворотных платформ для PC МКС. XIV Санкт-Петербургская Международная Конференция по интегрированным навигационным системам, 28-30 мая 2007, стр. 206-213. Санкт-Петербург, Россия, 2007 - прототип), заключающийся в размещении на КА двух- или трех-степенном кардановом подвесе с приводами по каждой из осей автоматических поворотных платформ, установке на автоматических поворотных платформах измерителей угловой скорости, астродатчиков и вычислительного устройства, определении по измерениям с измерителей угловой скорости и астродатчиков параметров углового движения автоматических поворотных платформ, формировании управляющих сигналов на приводы, обеспечивающие пространственные повороты автоматических поворотных платформ, отработке системой управления угловым движением КА возмущений, создаваемых в процессе поворотов автоматических поворотных платформ.A known method for orienting the target equipment of a spacecraft based on automatic turntables (Lobanov V.C., Tarasenko N.V., Shulga D.N., Zboroshenko V.N., Fedoseev S.V., Khakhanov Yu.A. Target equipment guidance systems based on automatic turntables for the ISS PC XIV St. Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, May 28-30, 2007, pp. 206-213. St. Petersburg, Russia, 2007 - prototype), which consists in placing two or three - power gimbal suspension with drives along each of the axes of automatic rotary platforms, installation of angular velocity meters, astro sensors and a computing device on automatic rotary platforms, determination of the parameters of the angular movement of automatic rotary platforms from measurements from angular velocity meters and astro sensors, generation of control signals to drives, providing spatial rotations of automatic turntables, working out by the control system by the angular motion of the spacecraft of disturbances created in the process of turning automatic turntables.

К недостатками способа - прототипа относится, в частности, то, что автоматические поворотные платформы с целевой аппаратурой возможно размещать только на КА, инерционно-массовые характеристики (масса, моменты инерции) которых на два, три и более порядка превышают инерционно-массовые характеристики автоматических поворотных платформ с целевой аппаратурой.The disadvantages of the prototype method include, in particular, the fact that automatic turntables with target equipment can only be placed on spacecraft whose inertial-mass characteristics (mass, moments of inertia) are two, three or more orders of magnitude higher than the inertial-mass characteristics of automatic turntables. platforms with target hardware.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является обеспечение длительной работоспособности приборного комплекса, содержащего переносную аппаратуру наблюдения на поворотной платформе.The problem to be solved by the present invention is to ensure long-term performance of the instrument complex containing portable observation equipment on a turntable.

Технический результат, достигаемый при осуществлении настоящего изобретения, заключается в повышении надежности управления переносной аппаратуры наблюдения на поворотной платформе за счет обеспечения равномерной наработки приводов поворотной платформы.The technical result achieved in the implementation of the present invention is to increase the reliability of control of portable surveillance equipment on a turntable by ensuring uniform operating time of the turntable drives.

Технический результат достигается тем, что в способе управления размещенной преимущественно на космическом аппарате переносной аппаратурой наблюдения на двухстепенной поворотной платформе, включающем определение параметров углового движения поворотной платформы по каждой из осей поворота, формирование управляющих воздействий на приводы поворотной платформы при выполнении сеансов наблюдения объектов, расположенных на подстилающей поверхности, в отличии от прототипа, перед началом сеанса наблюдений направление вектора угловой скорости поворота оси визирования аппаратуры наблюдения, определенное в связанной с поворотной платформой системе координат в период воздействия на один из приводов поворотной платформы, совмещают с определяемым в связанной с космическим аппаратом системе координат направлением, составляющим минимальный угол с вектором скорости аппарата, во время сеанса наблюдений выставку оси визирования аппаратуры наблюдения в требуемые для наблюдения объектов положения осуществляют формированием управляющих воздействий на данный привод поворотной платформы и измеряют время наработки привода в сеансе наблюдений, при этом в начальных последовательных сеансах наблюдений с указанным определяемым в связанной с космическим аппаратом системе координат направлением, составляющим минимальный угол с вектором скорости аппарата, совмещают поочередно направление вектора угловой скорости поворота оси визирования аппаратуры наблюдения в период воздействия соответственно на один и на другой привод поворотной платформы, а в последующих сеансах наблюдений с указанным определяемым в связанной с космическим аппаратом системе координат направлением, составляющим минимальный угол с вектором скорости аппарата, совмещают направление вектора угловой скорости поворота оси визирования аппаратуры наблюдения в период воздействия на привод с наибольшим суммарным временем наработки.The technical result is achieved by the fact that in the method of controlling portable observation equipment located mainly on a spacecraft on a two-stage turntable, including determining the parameters of the angular movement of the turntable along each of the axes of rotation, the formation of control actions on the drives of the turntable when performing sessions of observing objects located on underlying surface, unlike the prototype, before the start of the observation session, the direction of the vector of the angular velocity of rotation of the axis of sight of the observation equipment, determined in the coordinate system associated with the turntable during the period of impact on one of the drives of the turntable, is combined with the coordinate system determined in the coordinate system associated with the spacecraft the direction that makes the minimum angle with the velocity vector of the device, during the observation session, the alignment of the axis of sight of the observation equipment to the positions required for observing objects is carried out are formed by the formation of control actions on a given turntable drive and the operating time of the drive is measured in an observation session, while in the initial successive observation sessions with the indicated direction determined in the coordinate system associated with the spacecraft, constituting the minimum angle with the velocity vector of the apparatus, alternately combine the direction of the angular vector speed of rotation of the axis of sight of the observation equipment during the period of impact, respectively, on one and the other drive of the turntable, and in subsequent sessions of observations with the indicated direction determined in the coordinate system associated with the spacecraft, constituting the minimum angle with the velocity vector of the apparatus, the direction of the vector of the angular velocity of rotation is combined axes of sight of the observation equipment during the period of impact on the drive with the greatest total operating time.

Изобретение поясняется рисунком схемы использования на космическом аппарате переносной аппаратуры наблюдения, закрепляемой на двухстепенной поворотной платформе, на котором введены обозначения:The invention is illustrated by a diagram of the use of portable observation equipment on a spacecraft, fixed on a two-stage turntable, on which the designations are introduced:

1 - двухстепенной подвес;1 - two-degree suspension;

2 - узел разъемного крепления переносной аппаратуры наблюдения;2 - detachable fastening of portable surveillance equipment;

3 - узел съемной установки поворотной платформы на иллюминатор;3 - node of the removable installation of the turntable on the window;

4 - вычислительное устройство;4 - computing device;

5 - первая ось подвеса;5 - the first axis of the suspension;

6 - вторая ось подвеса;6 - the second suspension axis;

7 - переносная аппаратура наблюдения;7 - portable surveillance equipment;

8 - отверстие узла разъемного крепления переносной аппаратуры наблюдения;8 - opening of the detachable attachment of portable surveillance equipment;

9 - ось отверстия узла разъемного крепления переносной аппаратуры наблюдения;9 - the axis of the hole of the detachable attachment of portable surveillance equipment;

10 - ось чувствительности переносной аппаратуры наблюдения;10 - sensitivity axis of portable surveillance equipment;

11 - отверстие узла съемной установки поворотной платформы на иллюминатор;11 - opening of the assembly for the removable installation of the turntable on the window;

12 - ось отверстия узла съемной установки поворотной платформы на иллюминатор;12 - axis of the hole of the assembly of the removable installation of the turntable on the window;

13 - иллюминатор;13 - porthole;

14 - внешняя поверхность узла съемной установки поворотной платформы на иллюминатор;14 - the outer surface of the assembly of the removable installation of the turntable on the window;

15 - внешняя поверхность корпуса аппарата;15 - the outer surface of the body of the apparatus;

16 - прямой конус;16 - straight cone;

17 - основание прямого конуса;17 - base of a straight cone;

18 - граница требуемой зоны обзора подстилающей поверхности переносной аппаратурой наблюдения;18 - boundary of the required field of view of the underlying surface by portable surveillance equipment;

19 - подстилающая поверхность;19 - underlying surface;

М - расстояние от первой оси подвеса до внешней поверхности узла съемной установки поворотной платформы на иллюминатор;M is the distance from the first axis of the suspension to the outer surface of the assembly of the removable installation of the turntable on the window;

R - радиус иллюминатора;R - porthole radius;

K - толщина корпуса аппарата в месте расположения иллюминатора,K - the thickness of the body of the apparatus at the location of the porthole,

Н - минимальное значение расстояния от аппарата до подстилающей поверхности;H is the minimum value of the distance from the apparatus to the underlying surface;

А - точка пересечения осей подвеса;A - the point of intersection of the axes of the suspension;

В - подспутниковая точка;B - sub-satellite point;

АС - высота прямого конуса;AC - height of a straight cone;

γ - угол полураствора прямого конуса;γ - half-opening angle of a straight cone;

L - радиус требуемой зоны обзора подстилающей поверхности переносной аппаратурой наблюдения.L is the radius of the required field of view of the underlying surface by portable surveillance equipment.

Поясним предложенные в способе действия.Let us explain the actions proposed in the method.

Рассмотрим бортовой приборный комплекс в составе переносной аппаратуры наблюдения, съемно закрепляемой на двухстепенной поворотной платформе, съемно устанавливаемой на бортовой иллюминатор.Let us consider an onboard instrumentation complex as part of portable observation equipment, removablely fixed on a two-stage turntable, removablely mounted on the side window.

Например, приборный комплекс содержит: двухстепенной подвес 1 с взаимно перпендикулярными осями подвеса и размещенными по осям подвеса датчиками угла и приводами, узел разъемного крепления переносной аппаратуры наблюдения 2, узел съемной установки поворотной платформы на иллюминатор 3 и вычислительное устройство 4.For example, the instrument complex contains: a two-stage suspension 1 with mutually perpendicular suspension axes and angle sensors and drives placed along the suspension axes, a detachable mounting unit for portable observation equipment 2, a unit for removable installation of a turntable on the window 3 and a computing device 4.

Например, двухстепенной подвес может быть выполнен следующим образом. Первый привод обеспечивает вращение первой рамки подвеса относительно корпуса подвеса вокруг первой оси подвеса 5, а первый датчик угла обеспечивает измерение углового положения первой рамки подвеса относительно корпуса подвеса. Второй привод обеспечивает вращение второй рамки подвеса относительно первой рамки подвеса вокруг второй оси подвеса 6, а второй датчик угла обеспечивает измерение углового положения второй рамки подвеса относительно первой рамки подвеса.For example, a two-stage suspension can be made as follows. The first drive ensures rotation of the first suspension frame relative to the suspension body around the first suspension axis 5, and the first angle sensor measures the angular position of the first suspension frame relative to the suspension body. The second drive provides rotation of the second suspension frame relative to the first suspension frame around the second suspension axis 6, and the second angle sensor measures the angular position of the second suspension frame relative to the first suspension frame.

Выходы датчиков угла и входы приводов соединены с соответственно входами и выходами вычислительного устройства 4. Вычислительное устройство 4 выполнено таким образом, что один из его выходов приспособлен к соединению с переносной аппаратурой наблюдения 7.The outputs of the angle sensors and the inputs of the drives are connected to the inputs and outputs of the computing device 4, respectively. The computing device 4 is designed in such a way that one of its outputs is adapted to be connected to portable monitoring equipment 7.

Узел разъемного крепления переносной аппаратуры наблюдения 2 снабжен отверстием 8, выполненным с возможностью совмещения оси данного отверстия (оси отверстия узла разъемного крепления переносной аппаратуры наблюдения 9) с осью чувствительности переносной аппаратуры наблюдения 10.The detachable fastening unit of the portable surveillance equipment 2 is provided with a hole 8, which is configured to align the axis of this hole (the axis of the hole of the detachable mounting unit of the portable surveillance equipment 9) with the sensitivity axis of the portable surveillance equipment 10.

Узел съемной установки поворотной платформы на иллюминатор 3 снабжен отверстием 11, выполненным с возможностью совмещения оси данного отверстия (оси отверстия узла съемной установки поворотной платформы на иллюминатор 12) с осью иллюминатора 13. В установленном положении поворотной платформы внешняя поверхность узла съемной установки поворотной платформы на иллюминатор 14 обращена к иллюминатору.The node of the removable installation of the turntable on the window 3 is provided with a hole 11, made with the possibility of aligning the axis of this hole (the axis of the hole of the node of the removable installation of the turntable on the window 12) with the axis of the window 13. In the installed position of the turntable, the outer surface of the node of the removable installation of the turntable on the window 14 faces the porthole.

Данные узлы и данные отверстия выполнены так, что ось отверстия узла разъемного крепления переносной аппаратуры наблюдения 9 и ось отверстия узла съемной установки поворотной платформы на иллюминатор 12 проходят через точку пересечения осей подвеса А.These nodes and these holes are made in such a way that the axis of the hole of the detachable attachment of the portable surveillance equipment 9 and the axis of the hole of the assembly of the removable installation of the turntable on the window 12 pass through the point of intersection of the axes of the suspension A.

Узел съемной установки поворотной платформы на иллюминатор 3 выполнен неподвижным относительно положения первой оси подвеса 5 (например, при вышеописанной реализации подвеса узел съемной установки поворотной платформы на иллюминатор 3 жестко соединен с корпусом подвеса), при этом первая ось подвеса 5 перпендикулярна оси отверстия узла съемной установки поворотной платформы на иллюминатор 12.The node of the removable installation of the turntable on the porthole 3 is made fixed relative to the position of the first axis of the suspension 5 (for example, with the above implementation of the suspension, the node of the removable installation of the turntable on the window 3 is rigidly connected to the suspension body), while the first axis of the suspension 5 is perpendicular to the axis of the hole of the removable installation node turntable to porthole 12.

Положение второй оси подвеса 6 фиксировано относительно узла разъемного крепления переносной аппаратуры наблюдения 2 (например, при вышеописанной реализации подвеса узел разъемного крепления переносной аппаратуры наблюдения 2 жестко (неподвижно) соединен со второй рамкой подвеса), при этом отверстие узла разъемного крепления переносной аппаратуры наблюдения 8 выполнено так, что ось отверстия узла разъемного крепления переносной аппаратуры наблюдения 9 перпендикулярна второй оси подвеса 6.The position of the second axis of the suspension 6 is fixed relative to the detachable attachment of the portable observation equipment 2 (for example, in the above implementation of the suspension, the detachable attachment of the portable observation equipment 2 is rigidly (fixed) connected to the second suspension frame), while the opening of the detachable attachment of the portable observation equipment 8 is made so that the axis of the opening of the detachable attachment of portable surveillance equipment 9 is perpendicular to the second axis of the suspension 6.

Величину показанного на рисунке угла у можно определять как величину угла полураствора прямого конуса, граница основания которого совпадает с границей требуемой зоны обзора подстилающей поверхности переносной аппаратурой наблюдения, а высота равна минимальному расстоянию от аппарата до подстилающей поверхности.The value of the angle y shown in the figure can be determined as the value of the half-opening angle of a straight cone, the boundary of the base of which coincides with the boundary of the required field of view of the underlying surface by portable observation equipment, and the height is equal to the minimum distance from the apparatus to the underlying surface.

Переносную аппаратуру наблюдения 7 размещают на поворотной платформе посредством узла разъемного крепления переносной аппаратуры наблюдения 2 (узел разъемного крепления переносной аппаратуры наблюдения обеспечивает возможность использования для реализации наблюдений различной сменной аппаратуры наблюдения). При этом выход вычислительного устройства 4, приспособленный к соединению с переносной аппаратурой наблюдения 7, соединяют с переносной аппаратурой наблюдения 7.Portable observation equipment 7 is placed on a turntable by means of a detachable attachment of portable observation equipment 2 (a detachable attachment of portable observation equipment makes it possible to use various replaceable observation equipment for the implementation of observations). In this case, the output of the computing device 4, adapted for connection with portable monitoring equipment 7, is connected to portable monitoring equipment 7.

Согласно предлагаемого способа определяют в связанной с поворотной платформой системе координат направление вектора угловой скорости поворота оси визирования аппаратуры наблюдения в период воздействия на первый привод поворотной платформы (в рассматриваемом примере данное направление совпадает с первой осью подвеса 5) и направление вектора угловой скорости поворота оси визирования аппаратуры наблюдения в период воздействия на второй привод поворотной платформы (в рассматриваемом примере данное направление совпадает со второй осью подвеса 6).According to the proposed method, in the coordinate system associated with the turntable, the direction of the vector of the angular velocity of rotation of the axis of sight of the observation equipment during the period of impact on the first drive of the turntable (in this example, this direction coincides with the first axis of the suspension 5) and the direction of the vector of the angular velocity of rotation of the axis of sight of the equipment observation during the period of impact on the second drive of the turntable (in this example, this direction coincides with the second axis of the suspension 6).

Перед началом сеанса наблюдений поворотную платформу устанавливают на иллюминатор (посредством узла съемной установки поворотной платформы на иллюминатор) таким образом, что направление вектора угловой скорости поворота оси визирования аппаратуры наблюдения, определенное в связанной с поворотной платформой системе координат в период воздействия на один из приводов поворотной платформы совмещено с определяемым в связанной с аппаратом системе координат направлением, составляющим минимальный угол с вектором скорости аппарата.Before the start of the observation session, the turntable is installed on the window (by means of the removable installation of the turntable on the window) in such a way that the direction of the vector of the angular velocity of rotation of the axis of sight of the observation equipment, determined in the coordinate system associated with the turntable during the period of impact on one of the drives of the turntable is aligned with the direction defined in the coordinate system associated with the vehicle, which makes up the minimum angle with the velocity vector of the vehicle.

В качестве примера на рисунке представлена схема расположения поворотной платформы относительно летательного/космического аппарата, на которой вектор скорости аппарата направлен по перпендикуляру к плоскости рисунка и направление вектора угловой скорости поворота оси визирования аппаратуры наблюдения, определенное в связанной с поворотной платформой системе координат в период воздействия на первый привод поворотной платформы (совпадает с первой осью подвеса 5) совмещено с направлением вектора скорости аппарата (т.е. составляет с ним нулевой угол).As an example, the figure shows the layout of the turntable relative to the aircraft / spacecraft, on which the velocity vector of the device is directed perpendicular to the plane of the figure and the direction of the angular velocity vector of rotation of the axis of sight of the observation equipment, determined in the coordinate system associated with the turntable during the period of impact on the first drive of the turntable (coinciding with the first axis of the suspension 5) is aligned with the direction of the vehicle's velocity vector (i.e., makes a zero angle with it).

Во время сеанса наблюдений выставку оси визирования аппаратуры наблюдения в требуемые для наблюдения объектов положения осуществляют формированием управляющих воздействий на данный (в представленном на рисунке примере - первый) привод поворотной платформы и измеряют время наработки данного привода в сеансе наблюдений.During the observation session, the alignment of the sighting axis of the observation equipment to the positions required for observing objects is carried out by forming control actions on this (in the example shown in the figure, the first) drive of the turntable and measuring the operating time of this drive in the observation session.

Например, по данным от датчиков угла, установленных по осям подвеса, определяют текущее угловое положение рамок подвеса и в вычислительном устройстве формируют команды управления соответствующим приводом подвеса, обеспечивающие выставку соответствующей рамки подвеса в расчетное положение, при котором обеспечивается наведение оси чувствительности переносной аппаратуры наблюдения через иллюминатор в расчетное положение для последующей реализации наблюдения требуемого объекта наблюдения на подстилающей поверхности. После этого в момент, когда за счет орбитального движения аппарата требуемый объект наблюдения на подстилающей поверхности окажется на заданном расстоянии от оси чувствительности переносной аппаратуры наблюдения, вычислительное устройство формирует и выдает на переносную аппаратуру наблюдения команду на выполнение съемки.For example, according to the data from the angle sensors installed along the suspension axes, the current angular position of the suspension frames is determined and in the computing device, control commands for the corresponding suspension drive are generated, which ensure that the corresponding suspension frame is set to the calculated position, which ensures that the sensitivity axis of the portable observation equipment is guided through the window. to the calculated position for the subsequent implementation of the observation of the required object of observation on the underlying surface. After that, at the moment when, due to the orbital motion of the apparatus, the required object of observation on the underlying surface is at a given distance from the sensitivity axis of the portable observation equipment, the computing device generates and issues a command to the portable observation equipment to perform shooting.

Отметим, что в рассматриваемом примере - в случае выполнения наблюдений подстилающей поверхности через иллюминатор аппарата, - для обеспечения максимальной ширины обзора подстилающей поверхности через иллюминатор аппаратуру наблюдения предварительно (перед началом выполнения наблюдений) поворачивают до достижения минимального угла между осью визирования аппаратуры наблюдения и плоскостью, перпендикулярной вектору аппарата.It should be noted that in the example under consideration - in the case of performing observations of the underlying surface through the window of the device, - to ensure the maximum width of the view of the underlying surface through the window, the observation equipment is preliminarily (before starting to perform observations) rotated until the minimum angle between the axis of sight of the observation equipment and the plane perpendicular to apparatus vector.

Согласно предлагаемого способа в начальных последовательных сеансах наблюдений с указанным определяемым в связанной с аппаратом системе координат направлением, составляющим минимальный угол с вектором скорости аппарата, совмещают по очереди направление вектора угловой скорости поворота оси визирования аппаратуры наблюдения в период воздействия соответственно на один и на другой привод поворотной платформы. В последующих сеансах наблюдений с указанным определяемым в связанной с аппаратом системе координат направлением, составляющим минимальный угол с вектором скорости аппарата, совмещают направление вектора угловой скорости поворота оси визирования аппаратуры наблюдения в период воздействия на привод с наибольшим суммарным временем наработки.According to the proposed method, in the initial successive sessions of observations with the indicated direction determined in the coordinate system associated with the apparatus, which constitutes the minimum angle with the velocity vector of the apparatus, the direction of the angular velocity vector of rotation of the axis of sight of the observation equipment is combined in turn during the period of exposure, respectively, to one and the other rotary drive platforms. In subsequent observation sessions, with the indicated direction determined in the coordinate system associated with the apparatus, which makes up the minimum angle with the velocity vector of the apparatus, the direction of the vector of the angular velocity of rotation of the axis of sight of the observation equipment during the period of impact on the drive with the largest total operating time is combined.

Например, в первом сеансе наблюдений с указанным определяемым в связанной с аппаратом системе координат направлением, составляющим минимальный угол с вектором скорости аппарата, совмещают направление вектора угловой скорости поворота оси визирования аппаратуры наблюдения в период воздействия на первый привод поворотной платформы. И далее во время первого сеанса наблюдений выставку оси визирования аппаратуры наблюдения в требуемые для наблюдения объектов положения осуществляют формированием управляющих воздействий на первый привод поворотной платформы и измеряют время наработки первого привода в сеансе наблюдений.For example, in the first observation session, with the indicated direction determined in the coordinate system associated with the apparatus, which makes up the minimum angle with the velocity vector of the apparatus, the direction of the vector of the angular velocity of rotation of the axis of sight of the observation equipment during the period of impact on the first drive of the rotary platform is combined. And then, during the first observation session, the alignment of the sighting axis of the observation equipment to the positions required for observing objects is carried out by forming control actions on the first drive of the turntable and measuring the operating time of the first drive in the observation session.

Во втором сеансе наблюдений с указанным определяемым в связанной с аппаратом системе координат направлением, составляющим минимальный угол с вектором скорости аппарата, совмещают направление вектора угловой скорости поворота оси визирования аппаратуры наблюдения в период воздействия на второй привод поворотной платформы. И далее во время второго сеанса наблюдений выставку оси визирования аппаратуры наблюдения в требуемые для наблюдения объектов положения осуществляют формированием управляющих воздействий на второй привод поворотной платформы и измеряют время наработки второго привода в сеансе наблюдений.In the second observation session, the direction of the angular velocity vector of rotation of the sighting axis of the observation equipment during the period of impact on the second drive of the rotary platform is combined with the indicated direction determined in the coordinate system associated with the apparatus, which makes up the minimum angle with the velocity vector of the apparatus. And then, during the second observation session, the alignment of the sighting axis of the observation equipment to the positions required for observing objects is carried out by forming control actions on the second drive of the turntable and measuring the operating time of the second drive in the observation session.

В каждом следующем (третьем, четвертом и т.д.) сеансе наблюдений с указанным определяемым в связанной с аппаратом системе координат направлением, составляющим минимальный угол с вектором скорости аппарата, совмещают направление вектора угловой скорости поворота оси визирования аппаратуры наблюдения в период воздействия на привод с наибольшим суммарным временем наработки, измеренным на момент окончания предыдущего сеанса наблюдений.In each next (third, fourth, etc.) session of observations with the indicated direction determined in the coordinate system associated with the apparatus, constituting the minimum angle with the velocity vector of the apparatus, the direction of the vector of the angular velocity of rotation of the axis of sight of the observation equipment during the period of impact on the drive is combined with the largest total operating time measured at the end of the previous observation session.

Опишем технический эффект предлагаемого изобретения.Let us describe the technical effect of the proposed invention.

Предложенное техническое решение повышает надежность управления переносной аппаратуры наблюдения на поворотной платформе за счет обеспечения равномерной наработки приводов поворотной платформы.The proposed technical solution improves the reliability of control of portable surveillance equipment on a turntable by ensuring uniform operating time of the turntable drives.

Использование предложенного способа обеспечивает равномерную наработку всех приводов поворотной платформы и исключает возникновение ситуации, кода один из приводов поворотной платформы имеет небольшую наработку и гарантировано находится в работоспособном состоянии (т.е. имеет существенный запас по ресурсу), а другой привод поворотной платформы имеет большую наработку, близкую к ресурсу привода (т.е. привод близок к своему предельному состоянию, при котором велика вероятность возникновения отказа),The use of the proposed method ensures uniform operating time of all turntable drives and eliminates the situation when one of the turntable drives has a small operating time and is guaranteed to be in working condition (i.e., has a significant resource margin), and the other turntable drive has a large operating time , close to the drive resource (i.e. the drive is close to its limit state, at which the probability of failure is high),

Тем самым обеспечивается длительная работоспособность бортового приборного комплекса, содержащего переносную аппаратуру наблюдения на поворотной платформе.This ensures long-term performance of the onboard instrumentation complex containing portable observation equipment on a turntable.

Значимость указанного эффекта при применении предлагаемого технического решения обусловливается тем, что, в полете отсутствует или существенно ограничена возможность выполнения ремонтно-восстановительных работ бортовых приборов, в частности приводов поворотной платформы.The significance of this effect when applying the proposed technical solution is due to the fact that, in flight, there is no or significantly limited possibility of performing repair and restoration work on-board devices, in particular, turntable drives.

При этом предлагаемое техническое решение полностью обеспечивает возможность целевого использования аппаратуры наблюдения без ограничений - т.е. предложенная в предлагаемом способе методика поочередного задействования приводов поворотной платформы не ограничивает возможности выполнения наблюдений объектов, расположенных на подстилающей поверхности.At the same time, the proposed technical solution fully ensures the possibility of targeted use of surveillance equipment without restrictions - i.e. proposed in the proposed method, the method of alternately engaging the drives of the turntable does not limit the possibility of performing observations of objects located on the underlying surface.

Промышленное исполнение существенных признаков, характеризующих изобретение, не является сложным и может быть выполнено по известным технологиям.The industrial execution of the essential features that characterize the invention is not complicated and can be performed using well-known technologies.

Claims (1)

Способ управления размещенной преимущественно на космическом аппарате переносной аппаратурой наблюдения на двухстепенной поворотной платформе, включающий определение параметров углового движения поворотной платформы по каждой из осей поворота, формирование управляющих воздействий на приводы поворотной платформы при выполнении сеансов наблюдения объектов, расположенных на подстилающей поверхности, отличающийся тем, что перед началом сеанса наблюдений направление вектора угловой скорости поворота оси визирования аппаратуры наблюдения, определенное в связанной с поворотной платформой системе координат в период воздействия на один из приводов поворотной платформы, совмещают с определяемым в связанной с космическим аппаратом системе координат направлением, составляющим минимальный угол с вектором скорости космического аппарата, во время сеанса наблюдений выставку оси визирования аппаратуры наблюдения в требуемые для наблюдения объектов положения осуществляют формированием управляющих воздействий на данный привод поворотной платформы и измеряют время наработки привода в сеансе наблюдений, при этом в начальных последовательных сеансах наблюдений с указанным определяемым в связанной с космическим аппаратом системе координат направлением, составляющим минимальный угол с вектором скорости космического аппарата, совмещают поочередно направление вектора угловой скорости поворота оси визирования аппаратуры наблюдения в период воздействия соответственно на один и на другой приводы поворотной платформы, а в последующих сеансах наблюдений с указанным определяемым в связанной с космическим аппаратом системе координат направлением, составляющим минимальный угол с вектором скорости космического аппарата, совмещают направление вектора угловой скорости поворота оси визирования аппаратуры наблюдения в период воздействия на привод с наибольшим суммарным временем наработки.A method for controlling portable observation equipment located mainly on a spacecraft on a two-stage turntable, including determining the parameters of the angular movement of the turntable along each of the turn axes, forming control actions on the drives of the turntable when performing sessions of observing objects located on the underlying surface, characterized in that before the start of the observation session, the direction of the vector of the angular velocity of rotation of the axis of sight of the observation equipment, determined in the coordinate system associated with the turntable during the period of impact on one of the drives of the turntable, is combined with the direction determined in the coordinate system associated with the spacecraft, which makes up the minimum angle with the velocity vector spacecraft, during the observation session, the alignment of the axis of sight of the observation equipment to the positions required for observing objects is carried out by the formation of control actions influences on a given turntable drive and measure the operating time of the drive in an observation session, while in the initial successive observation sessions with the indicated direction determined in the coordinate system associated with the spacecraft, constituting the minimum angle with the spacecraft velocity vector, alternately combine the direction of the angular velocity vector the axes of sight of the observation equipment during the period of impact, respectively, on one and the other drives of the turntable, and in subsequent observation sessions with the indicated direction determined in the coordinate system associated with the spacecraft, constituting the minimum angle with the velocity vector of the spacecraft, combine the direction of the vector of the angular velocity of rotation of the axis sighting of observation equipment during the period of impact on the drive with the greatest total operating time.
RU2021129330A 2021-10-08 Method for control of portable surveillance equipment on two-stage rotary platform, mainly placed on spacecraft RU2787277C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2787277C1 true RU2787277C1 (en) 2023-01-09

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2829196C1 (en) * 2023-12-22 2024-11-08 Сергей Николаевич Луцев Method for unloading inertial actuators of spacecraft and device for implementing method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2412873C1 (en) * 2009-11-02 2011-02-27 Федеральное Государственное унитарное предприятие Государственный научно-производственный ракетно-космический центр (ФГУП ГНПРКЦ "ЦСКБ-Прогресс") Method of orienting spacecraft purpose-designed hardware and device to this end
WO2016190994A1 (en) * 2015-05-27 2016-12-01 Gopro, Inc. Camera system using stabilizing gimbal
RU2695046C1 (en) * 2018-08-07 2019-07-18 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Method of orienting equipment on board manned spacecraft
RU2717614C1 (en) * 2019-07-23 2020-03-24 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Method of controlling a portable surveillance equipment on a spacecraft

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2412873C1 (en) * 2009-11-02 2011-02-27 Федеральное Государственное унитарное предприятие Государственный научно-производственный ракетно-космический центр (ФГУП ГНПРКЦ "ЦСКБ-Прогресс") Method of orienting spacecraft purpose-designed hardware and device to this end
WO2016190994A1 (en) * 2015-05-27 2016-12-01 Gopro, Inc. Camera system using stabilizing gimbal
RU2695046C1 (en) * 2018-08-07 2019-07-18 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Method of orienting equipment on board manned spacecraft
RU2717614C1 (en) * 2019-07-23 2020-03-24 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Method of controlling a portable surveillance equipment on a spacecraft

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2829196C1 (en) * 2023-12-22 2024-11-08 Сергей Николаевич Луцев Method for unloading inertial actuators of spacecraft and device for implementing method
RU2829196C9 (en) * 2023-12-22 2024-12-03 Сергей Николаевич Луцев Method for unloading inertial actuators of spacecraft and device for implementing method
RU2834705C1 (en) * 2024-06-17 2025-02-12 Сергей Николаевич Луцев Method for unloading inertial actuators of spacecraft and device for implementing method
RU2851051C1 (en) * 2025-02-24 2025-11-18 Сергей Николаевич Луцев Method for unloading inertial actuators of spacecraft and device for implementing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8174581B2 (en) Moving object image tracking apparatus and method
CN102902282B (en) Based on the geographic tracking method that optical axis overlaps with the axes of inertia
JPH06510502A (en) Measurement equipment used in attitude control of a 3-axis stable satellite, accompanying evaluation method, control system, and control method
CN115184973B (en) Satellite-borne ultra-long-distance target speed measuring and positioning system and method based on inertial measurement and laser ranging
RU2787277C1 (en) Method for control of portable surveillance equipment on two-stage rotary platform, mainly placed on spacecraft
CN111998821A (en) Method for calculating pointing control angle of on-orbit maintenance satellite sensor
RU2717603C1 (en) Control device of portable observation equipment arranged on spacecraft
Dziopa et al. An analysis of the dynamics of a launcher-missile system on a moveable base
CN105333873B (en) The planet safe landing method of guidance that a kind of landing point is chosen online
US5669579A (en) Method for determining the line-of-sight rates of turn with a rigid seeker head
Astudillo et al. Optimal and robust controllers design for a smartphone-based quadrotor
CN109305394B (en) Spacecraft close-range rendezvous test simplification method
Koruba et al. Dynamics of a controlled anti-aircraft missile launcher mounted on a moveable base
CN114935934B (en) High-precision pointing and beam control method for relative motion of spacecraft based on coordinate binding
RU2717614C1 (en) Method of controlling a portable surveillance equipment on a spacecraft
RU2771488C1 (en) Spacecraft portable surveillance equipment control device
Mondal et al. Platform motion disturbances attenuation in a missile seeker subsystem using disturbance observer techniques
RU2338992C1 (en) Aircraft navigator semi-scale table stimulator
RU2725104C1 (en) Method of controlling a portable surveillance equipment on a spacecraft
CN118483917A (en) Semi-physical simulation test system and simulation test method
Guo et al. Feedforward Control Method Based on Trajectory Prediction for Pointing and Tracking System
Liu et al. Cascaded control design for a stabilized pan-tilt camera platform on a quadrotor UAV
Krzysztofik et al. Model of dynamics and control of tracking-searching head, placed on a moving object
RU2725009C1 (en) Control system of portable observation equipment arranged on spacecraft
RU2498193C2 (en) Method of inertial auto-tracking of specified object of viewing and system for its implementation