Применение методов имитационного моделирования в задачах изучения движения околоземных космических аппаратов

Применение методов имитационного моделирования…

Инженерный журнал: наука и инновации

# 7



2016

УДК 629.78 DOI 10.18698/2308-6033-2016-07-1513

Применение методов имитационного моделирования

в задачах изучения движения

околоземных космических аппаратов

, В. В. Бетанов

МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия

АО «Российские космические системы», Москва, 111250, Россия

Изложена концепция создания имитационно-моделирующего комплекса (ИМК), ис-

следована структура его алгоритмической программной части. Рассмотрено вза-

имодействие основных элементов ИМК, предназначенного для проведения

и обработки сеансов измерений в ходе орбитального движения космического ап-

парата (КА), а также отработки методов определения вектора состояния КА по

данным наблюдений его орбитального движения в условиях искаженной информа-

ции. Показана возможность уточнения параметров модели по результатам

наблюдений с наземных измерительных станций. Рассмотренная концепция ИМК

дает представление о работе его основных подсистем и позволяет совершенство-

вать как отдельные элементы, так и систему в целом.

Ключевые слова:

космический аппарат, имитационное моделирование, моделиру-

ющий комплекс, прогноз орбитального движения, обработка измерений текущих

навигационных параметров.

Введение.

Имитационное моделирование при изучении сложной

динамической системы, в частности космического аппарата (КА),

имеющего свой закон движения и особенности поведения, является

основным методом получения информации о поведении системы

в условиях неопределенности. Кроме того, имитационное моделиро-

вание — универсальный метод исследования и оценки эффективно-

сти системы, поведение которой зависит от действия случайных фак-

торов.

В пространстве КА движется согласно определенным физиче-

ским законам, испытывая воздействие различных возмущающих

факторов (несферичность Земли, гравитационное влияние Луны,

Солнца и планет, аэродинамическое сопротивление атмосферы Зем-

ли, магнитное поле Земли, давление солнечного света), некоторые из

которых имеют случайную природу и не поддаются прямому мате-

матическому описанию. Учет этих факторов при изучении движения

КА является сложной задачей, кроме того, для их компенсации необ-

ходимо формировать управляющие воздействия. В подобных ситуа-

циях невозможно создать реальную модель, описанную аналитичес-

ки, поэтому, когда затруднительно учитывать нелинейности, стоха-

стические переменные и необходимо имитировать поведение КА во