Стендовая и натурная отработка оптической системы автономной припланетной навигации на окололунных орбитах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Рассматриваются результаты стендовой отработки системы автономной оптической навигации, рассчитанной для работы на окололунных орбитах и на трассе перелета Земля – Луна. В состав системы входят широкоугольная навигационная камера, предназначенная для определения положения космического аппарата (КА) по горизонту планеты и по контрольным точкам на ее поверхности, узкоугольная навигационная камера, применяемая для уточнения положения космического аппарата по контрольным точкам, с использованием снимков более высокого разрешения, и два звездных датчика для определения ориентации камер. Отлаженное на стенде программно-алгоритмическое обеспечение системы использовано при обработке снимка лунной поверхности, полученного съемочной системой СТС-Л на КА “Луна-25”. Все контрольные точки из разработанного каталога, попавшие на снимок, были уверенно распознаны. Расхождение координат КА, полученных по оптическим навигационным измерениям и по баллистическому прогнозу, оказалось в пределах ошибок измерений и прогноза.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Б. С. Жуков

Институт космических исследований РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: bzhukov@mail.ru
Россия, Москва

Г. А. Аванесов

Институт космических исследований РАН

Email: bzhukov@mail.ru
Россия, Москва

А. С. Лискив

Институт космических исследований РАН

Email: bzhukov@mail.ru
Россия, Москва

П. С. Сметанин

Институт космических исследований РАН

Email: bzhukov@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Наземный комплекс управления дальними космическими аппаратами. Перспективы развития / Под ред. Ю.М. Урличича. М.: Радиотехника, 2012. 216 с.
  2. Телевизионная съемка кометы Галлея / Под ред. Р.З. Сагдеева. М.: Наука, 1989. 295 с.
  3. Bhaskaran S. Autonomous navigation for deep space missions // Proc. Conf. American Institute of Aeronautics and Astronautics. Stockholm, Sweden. 2012. AIAA-2012-1267135. https://doi.org/10.2514/6.2012-1267135
  4. Аванесов Г.А., Гордеев Р.В., Гришин В.А. и др. Телевизионная система навигации и наблюдения // Астрономический вестник. 2010. Т. 44. № 5. С. 473–479.
  5. Wang Q., Liu J. A Chang’e-4 mission concept and vision of future Chinese lunar exploration activities // Acta Astronautica. 2016. V. 127. P. 678–683. https://doi.org/10.2016/j.actaastro.2016.06.024.
  6. Huang X., Xu C., Hu J. et al. Powered-descent landing GNC system design and flight results for Tianwen-1 mission // Astrodynamics. 2022. V. 6. № 1. P. 3–16. https://doi.org/10.1007/s4/2064-021-0118-9/
  7. Аванесов Г.А., Жуков Б.С., Сметанин П.С., Михайлов М.В. Отработка технологии автономной навигации КА дальнего космоса на Международной Космической Станции // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 7. С. 41–49. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2020-17-7-41-49
  8. Аванесов Г.А., Жуков Б.С., Сметанин П.С. Стенд для отработки технологии автономной припланетной оптической навигации КА // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 3. С. 107–117. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2021-18-3-107-117
  9. Scholten F., Oberst J., Matz K.-D. et al. GLD100: the near-global lunar 100 m raster DTM from LROC WAC stereo image data // J. Geophys. Res. 2012. V. 117(E12). https://doi.org/10.1029/2011JE003926
  10. Hapke B.W. Theory of Reflectance and Emittance Spectroscopy. N.Y.: Cambridge Univ. Press, 2012.
  11. Sato H., Robinson M.S., Hapke B. et al. Resolved Hapke parameter maps of the Moon // J. Geophysical Research: Planets. 2014. V. 119. Iss. 8. P. 1775–1805. https://doi.org/10.1002/2013JE004580
  12. Жуков Б.С., Жуков С.Б., Форш А.А. Возможности навигационных измерений по лимбу Земли в видимом и ближнем ИК диапазоне // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 2. С. 61–76.
  13. Жуков Б.С., Полянский И.В., Жуков С.Б. Автономная оптическая навигация на окололунных орбитах и при посадке на Луну с помощью сверхширокоугольной камеры // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 2. С. 24–35. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2017-14-2-24-35
  14. Harris C., Stephens M. A combined corner and edge detector // Proc. 4th Alvey Vision Conference. Manchester, UK. 1988. P. 147–151. https://doi.org/10.5244/C.2.23

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Стенд отработки технологии автономной оптической навигации: вверху – стенд ШНК (слева) и его проецирующая часть (справа): 1) мониторы управляющего компьютера, 2) оптический проектор, 3) экран, 4) оптическая головка ШНК (закрыта черным покрывалом); внизу: слева – проецирующая часть стенда УНК с проекционным монитором (1) и коллиматорной линзой (2), справа – регистрирующая часть стенда УНК с оптической головкой (3)

Скачать (388KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Примеры полученных на стенде изображений ШНК (слева) и УНК (справа) с высоты 200 км; желтым отмечены выделенные точки горизонта на изображении ШНК и контрольные точки на изображениях ШНК и УНК

Скачать (194KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Ошибки ΔN, ΔB, ΔR стендовых измерений координат КА с помощью ШНК по горизонту на окололунных полярных орбитах высотой 70, 100, 200, 400 и 800 км

Скачать (586KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Ошибки ΔN, ΔB, ΔR стендовых измерений координат КА с помощью ШНК по контрольным точкам на окололунных полярных орбитах высотой 70, 100 и 200 км

Скачать (507KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Ошибки ΔN, ΔB стендовых измерений координат КА с помощью УНК по контрольным точкам на окололунных полярных орбитах высотой 200, 400 и 800 км

Скачать (499KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Изображение поверхности Луны, полученное 17.VIII.2023 камерой КАМ-С/СТС-Л. Белыми вложенными квадратами показаны найденные контрольные точки при трех уровнях разрешения их эталонных изображений

Скачать (531KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025