Abstract

The article presents the results of an investigation of the accuracy of estimating errors in the determination of the motion parameters of the center of mass of a small spacecraft performing a group flight together with other small spacecraft, among which there is a small spacecraft that acts as the leader of the group. The angles between the directions to the small spacecraft-leader, and navigational stars, one of which is in the plane of the orbit of the small spacecraft, and the direction to the second one coincides with the binormal of this plane are chosen as the primary navigation parameters measured by the onboard facilities of the small spacecraft. When estimating the errors in determining the parameters of the motion of the center of mass of a small spacecraft, assumptions are made about the central gravitational field of the Earth, the normal law of error distribution of on-board navigation measurements with known constant variances. The research was carried out on the basis of the method of analytical estimation of the accuracy of autonomous navigation of space vehicles. As a result of the studies, analytical expressions of covariance matrices are obtained that allow one to estimate the maximum achievable accuracy of the solution of the problem posed, depending on the altitude of the orbit of a group of small space vehicles, the displacement of the slave small spacecraft relative to the small spacecraft-leader by the latitude argument, the variances of measurement errors and the number of measurements during a navigation mode. The presented results can find application when it is necessary to substantiate ways of improving the accuracy of autonomous navigation of small spacecraft performing group flights.

Highlights

  • Постановка задачиИсследования точности навигации ведомого малогабаритных космических аппаратов (МКА) по измерениям параметров его движения относительно МКА-лидера выполним с помощью аналитического метода, содержание которого изложено в работах [10,11,12]

  • В связи с развитием принципиально новых функциональных возможностей космических систем и потребностью повышения их интеллектуализации с целью обеспечения высокого уровня эффективности применения и сокращения времени на принятие оперативных решений возникает необходимость создания нового типа космического объекта, который получил название кластера или в англоязычной терминологии «роя» [1,2,3,4]

  • Баллистическое построение группировки малогабаритных космических аппаратов (МКА) может представлять собой как глобальный характер с равномерным распределением МКА в нескольких орбитальных плоскостях и в каждой из этих плоскостей, так и локальный характер, при котором группировка сохраняет свою баллистическую структуру при относительно малых межспутниковых расстояниях

Read more

Summary

Постановка задачи

Исследования точности навигации ведомого МКА по измерениям параметров его движения относительно МКА-лидера выполним с помощью аналитического метода, содержание которого изложено в работах [10,11,12]. Согласно этому методу точность навигации каждого МКА группировки определяется на основании анализа ковариационной матрицы навигационных погрешностей, элементы которой представляют собой аналитические выражения, характеризующие дисперсии и ковариационные моменты параметров движения центра масс МКА. Орбита МКА-лидера является круговой с радиусом r0. В качестве первичных навигационных параметров рассмотрим углы «звезда – МКА-лидер», результаты измерений которых ~ содержат случайную аддитивную погрешность , распределённую по нормальному закону с нулевым математическим ожиданием и дисперсией. 0, Можно показать, что угловой параметр функционально связан с радиусом r0 орбиты МКА-лидера и смещением по аргументу широты ведомого МКА относительно МКА-лидера, т.е. 0, Можно показать, что угловой параметр функционально связан с радиусом r0 орбиты МКА-лидера и смещением по аргументу широты ведомого МКА относительно МКА-лидера, т.е. является первичным навигационным параметром [11]

ST R R
Оценивание точности определения параметров движения МКА в плоскости его орбиты
Коэффициенты дисперсий погрешностей
МКА вдоль орбиты по аргументу широты относительно
Библиографический список
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call