В России продолжаются успешные испытания «лазерной ГЛОНАСС»
Бортовая аппаратура межспутниковой лазерной навигационно-связной системы (БА МЛНСС) предназначена для высокоточных лазерных измерений дальности и взаимного расхождения бортовых шкал времени, обмена эфемеридно-временной и другой информацией между космическими аппаратами глобальной навигационной системы (ГНС) ГЛОНАСС, на которых она устанавливается, а также между космическими аппаратами (КА) и наземными пунктами.
Основные принципы построения и возможность достижения заданных характеристик БА МЛНСС были продемонстрированы в космическом эксперименте на КА «Глонасс-М» №728 и 729, завершенном в 2011 г. Для его проведения были разработаны и изготовлены два комплекта экспериментальной аппаратуры МЛНСС.
Следующим этапом создания БА МЛНСС стало проведение упреждающей летной квалификации на КА «Глонасс-М». Под установку на КА «Глонасс-М» были доработаны комплекты БА МЛНСС-МК2, разработанной в рамках ОКР «Смерч – Л».
Конструктивно терминал выполнен в виде моноблока, который устанавливается на внешней (боковой) поверхности КА «Глонасс-М».
Основными элементами конструкции терминала является двухкоординатное опорно-поворотное устройство, на подвижной платформе которого установлены два полукомплекта блока оптических антенн. Блок оптических антенн включает два передающих и приемный объективы. Основанием ОПУ служит блок электроники, снаружи на боковой поверхности которого установлен блок волоконно-оптических гироскопов. Для крепления блока электроники к поверхности КА используются амортизаторы. С устройствами, расположенными на подвижных частях ОПУ, блок электроники соединяется электрическими и волоконно-оптическим кабелями. Подвижность кабельных линий при разворотах ОПУ обеспечивается их спиралевидной укладкой в специальных устройствах подачи.
Внешний вид лазерного терминала БА МЛНСС-МК2-01 (УЛК)
Режим работы МЛНСС – сеансный. Выполнение сеанса включает вхождение в связь терминалов БА МЛНСС, расположенных на удаленных КА, и последующий обмен измерительными и информационными лазерными импульсными сигналами. Средняя частота следования импульсов - 10 кГц, длительность импульсов - 2,5 нс.
Для вхождения в связь каждый терминал последовательно выполняет следующие операции: наведение оптических антенн по целеуказаниям, обнаружение и захвата в автосопровождение сигнала маяка абонента. После установления связи по межспутниковому лазерному измерительно-связному каналу выполняются:
-
измерение дальности и взаимного расхождения шкал времени абонентов методом одномоментных встречных измерений;
-
обмен информационными сообщениями.
Расписание и программы проведения сеансов, состав информационных сообщений для обмена задаются из бортового информационно-вычислительного комплекса (БИВК) КА. Взаимодействующие КА могут находиться как в одной орбитальной плоскости, так и в разных. Также имеется возможность выполнения сеансов между бортовой аппаратурой МЛНСС и аппаратурой наземного измерительно- связного пункта (ЛНИСП).
Основные технические характеристики БА МЛНСС-МК2-01:
|
Характеристика изделия |
Параметр |
|
Дальность действия (межспутниковая) |
от 500 до 50 000 км |
|
Дальность действия (с ЛНИСП) |
до 22 000 км |
|
Время на выполнение сеанса взаимодействия: (вхождение в связь с абонентом, выполнение измерения и обмен информацией) |
не более 60 с |
|
Вероятность вхождения в связь с абонентом |
не менее 0,95 |
|
Угловая скорость линии визирования абонента |
не более 30’/с |
|
Случайная погрешность измерения дальности, (2σ) |
10 см, не более |
|
Случайная погрешность определения относительного сдвига БШВ, (2σ) |
1 нс, не более |
|
Систематическая погрешность (аппаратурная) измерения дальности |
3 см, не более |
|
Систематическая погрешность (аппаратурная) определения относительного сдвига БШВ |
0,3 нс, не более |
|
Скорость цифрового потока передачи информации |
40 кБит/с, не менее |
|
Случайность погрешность определения ориентации приборной системы координат по результатам астроизмерений (σ) |
10", не более |
|
Зона перенацеливания ОЭТ по углу вокруг оси ОУ по углу вокруг оси ОZ |
от - 85º до + 85º от - 40º до + 85º |
|
Угловая скорость перенацеливания |
до 10°/с |
|
Случайная погрешность сопровождения, (σ) |
30'', не более |
|
Допустимая погрешность программного наведения (σ) |
не более 0,5° |
К настоящему времени проведены 15 измерительных сеансов между БА МЛНСС, установленной на КА «Глонасс-М» № 752, и ЛНИСП. Получены следующие результаты:
• во всех сеансах было достигнуто вхождение в связь и выполнены результативные измерения.
• По результатам проведённых сеансов подтверждены:
• Высокая надёжность вхождения в связь - 15 успешных вхождений из 15 попыток.
• Достаточность энергетического потенциала канала пеленгации и измерительного канала.
• Получены:
• Экспериментальная оценка ошибки наведения по ЦУ – в пределах ±2,5 угл.мин.
• Оценка погрешности измерений:
-
Дальность 2σ˂8 см;
-
относительный сдвиг ШВ 2σ˂250 пс.
В настоящее время ведется подготовка к проведению сеансов межспутниковых измерений: КА «Глонасс-М» №752 – КА «Глонасс-М» №753.
Дмитриев Сергей Викторович,
начальник научно-технического комплекса по созданию космических оптико-электронных комплексов и систем АО «НПК «СПП», кандидат технических наук