СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ БОРТОВОЙ АППАРАТУРОЙ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА Российский патент 2012 года по МПК H04B7/185 

Изобретение относится к области дистанционного управления многоцелевой аппаратурой по результатам приема и анализа соответствующей телеметрической информации (ТМИ), в частности к области управления космическими аппаратами (КА).

Известно устройство и способ, позволяющие сократить объем передаваемой со спутника телеметрической информации (патент РФ №2319129). Изобретение заключается в сокращении объема передаваемой для наземной обработки информации путем преобразования ТМИ в кадр бортовой телеметрической системы, передаче ее по низкочастотной линии передачи, с последующей распаковкой на наземном оборудовании, а также вычислении спектральных составляющих быстроменяющихся процессов непосредственно на борту космического аппарата. При этом выходной сигнал позволяет однозначно идентифицировать по нему каждый параметр, интервал обработки и привязку к бортовому времени. Система телеметрических измерений, реализованная с использованием предложенных способа и устройства, позволит значительно повысить скорость передачи данных, существенно сократить объем передаваемой для наземной обработки информации, необходимой для принятия решений по управлению одной конкретной аппаратурой КА. Однако при наличии нескольких подсистем КА и большого количества аппаратуры КА возникает необходимость опроса и съема ТМИ для каждой конкретной аппаратуры или подсистемы спутника, что перегружает радиолинию и снижает оперативность управления КА.

Известен способ и система для управления спутниками системы связи по результатам анализа телеметрической информации (патент РФ №2134488), принятый в качестве прототипа. Способ заключается в считывании ТМИ, необходимой для управления конкретной аппаратурой спутника, передаче ее по телеметрической радиолинии в центр управления полетом (ЦУП) для анализа и формирования необходимых радиокоманд (РК), передаче РК по радиолинии управления через бортовой приемопередатчик в бортовой комплекс управления (БКУ) и трансляции РК из БКУ в блок управления (БУ) конкретной бортовой аппаратурой (БА) КА.

В числе прочих задач ЦУП обеспечивает долгосрочное и оперативное планирование работы КА и наземных технических средств, контроль формирования пакетов РК и передачу их в БКУ КА, прием, обработку, отображение и архивирование телеметрической информации, анализ и прогноз технического состояния аппаратуры КА, организацию проведения измерений текущих навигационных параметров и т.д.

БКУ является составной частью каждого КА и предназначен для управления аппаратурой КА. БКУ обеспечивает реализацию автономного управления и контроля бортовыми системами КА в реальном масштабе времени, осуществляет непрерывный контроль работоспособности всех бортовых систем, их аппаратное и функциональное резервирование, а также оптимизацию их работы. С целью сокращения потоков управляющей и контрольно диагностической информации БКУ построен по иерархическому принципу, причем аппаратура БКУ нижних уровней входит непосредственно в состав бортовых систем и является блоками управления (БУ) последних.

Недостатком данного способа, как и в предыдущем случае, является необходимость опроса и съема ТМИ, необходимой для управления конкретной аппаратурой спутника, что перегружает радиолинию и снижает оперативность управления КА, а также большой объем пакетов радиокоманд для управления аппаратурой КА.

Целью предлагаемого изобретения является сокращение времени для получения ТМИ и сокращение загрузки каналов ЦУП-БКУ и БКУ-БУ для управления бортовой аппаратурой КА.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в предлагаемом изобретении значения ТМИ снимаются средствами БКУ в интересах всего набора бортовой аппаратуры с заданным периодом обновления, нормируются и запоминаются в памяти БКУ с последующей передачей ТМИ в ЦУП без использования канала БУ-БКУ, пакеты команд для включения-выключения БА с заданными временными интервалами между командами формируются и передаются в БКУ заблаговременно, а в последующем запускаются одной РК, определяющей время выдачи первой команды из заданного пакета.

В рассматриваемом прототипе предлагаемого изобретения получение ТМИ осуществлялось конечным пользователем путем непосредственного обращения за информацией к прибору с использованием канала БУ-БКУ с последующим нормированием значений ТМИ.

В случае применения предлагаемого способа, ТМИ снимаются средствами БКУ в интересах всего набора бортовой аппаратуры с заданным периодом обновления, нормируются и располагаются в специальном поле запоминающего устройства БКУ, доступ к которому конечный пользователь получает без использования каналов БУ-БКУ, что позволяет сократить время получения ТМИ, сократить затраты времени процессора, снизить загрузку канала БУ-БКУ, упростить нормирование и повысить оперативность управления и возможность парирования помех и неисправностей приборов. Количество телеметрических датчиков, показания с которых передаются в БКУ по отдельным электрическим цепям, сокращается в разы. Для приема их в БКУ требуется существенно меньше преобразователей. Ранее существующая телеметрическая система превращается в небольшой придаток БКУ.

Для управления аппаратурой спутника в рассматриваемом прототипе предлагаемого изобретения, для включения или выключения бортовой аппаратуры КА требуется выдать около десятка команд по радиолинии ЦУП-БКУ. Каждая из РК передается через определенный временной интервал. Учитывая загрузку и состояние работоспособности наземных средств - это сложная задача.

Согласно предлагаемому способу пакет РК для включения или выключения бортовой аппаратуры формируется и передается в БКУ заблаговременно с необходимой привязкой по длительности временных интервалов между РК. В реальном времени для управления аппаратурой достаточно подать одну РК.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к дистанционному управлению многоцелевой аппаратурой космических аппаратов (КА) по результатам приема и анализа соответствующей телеметрической информации (ТМИ). Технический результат заключается в сокращении времени для получения ТМИ и сокращении загрузки каналов центр управления полетом - бортовой комплекс управления (ЦУП-БКУ) и бортовой комплекс управления - блок управления (БКУ-БУ) для управления бортовой аппаратурой КА. Для этого значения ТМИ снимаются средствами БКУ в интересах всего набора бортовой аппаратуры с заданным периодом обновления, нормируются и запоминаются в памяти БКУ с последующей передачей ТМИ в ЦУП без использования канала БУ-БКУ, пакеты команд для включения-выключения бортовой аппаратуры (БА) с заданными временными интервалами между командами формируются и передаются в БКУ заблаговременно, а в последующем запускаются одной радиокомандой (РК), определяющей время выдачи первой команды из заданного пакета.

Способ управления бортовой аппаратурой космического аппарата, заключающийся в считывании необходимой для управления конкретной бортовой аппаратурой телеметрической информации (ТМИ), передаче ее в центр управления полетом (ЦУП) для анализа, формировании радиокоманд (РК) оператором ЦУП, передаче РК через бортовой приемопередатчик в бортовой комплекс управления (БКУ), преобразовании РК и трансляции их из БКУ КА в блок управления (БУ) бортовой аппаратурой КА, отличающийся тем, что значения ТМИ снимают средствами БКУ в интересах всего набора бортовой аппаратуры с заданным периодом обновления, нормируют и запоминают в памяти БКУ с последующей передачей ТМИ в ЦУП, пакеты команд для включения-выключения бортовой аппаратуры с заданными интервалами времени выдачи команд формируют и передают в БКУ заблаговременно, а в последующем запускают одной РК.