Оптико-электронные работы навигации и ориентации космических аппаратов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

_________________________________________________________

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ

Кафедра оптико-электронных приборов и систем

Р Е Ф Е Р А Т

по дисциплине «Введение в специальность»

«Оптико-электронные работы навигации и ориентации космических аппаратов»

                                              Выполнил

студент гр. № _______

Фамилия И.О.

Проверил

Тьютор кафедры ОЭПиС, к.т.н.

Алёхин А.А.

Санкт-Петербург

2017

Список сокращений

КА - космичесикй аппарат

СУДН – система управления движением и навигацией

ФПУ – фотоприемное устройство

ЛЛС – лазерные локационные системы

ДЗЗ – дистанционное зондирование Земли

БОКЗ – блок определения координат звезд

ЦС – центральная система

ПС – периферийная система

БИНС – бесплатформенная инерциальная навигационная система

Оглавление

Введение        4

Глава 1. Оптико-электронные приборы навигации и ориентации космических аппаратов        6

1.1    Звездные приборы        6

1.2    Приборы ориентации по Земле        9

1.3    Приборы ориентации по Солнцу        11

Глава 2. Оптические приборы космических аппаратов        14

2.1 Оптические визуальные приборы пилотируемых космических аппаратов        14

2.2    Бортовые лазерные высотомеры        19

    2.3   Лазерные гироскопы……………………………………………………21

   Заключение…………………………………………………………………….24

   Список используемой литературы……………………………………………25

Введение

Управление полетом космического аппарата (КА) и выполнение им целевых задач немыслимы без использования большого количества приборов и систем, функционирование которых основано   на разнообразных принципах. В силу исторических причин ведущую роль в этой области изначально играла аппаратура радиодиапазона, но в последние десятилетия определенную нишу здесь заняли оптические и оптико-электронные приборы и системы, которые начинают составлять конкуренцию, а местами и вытеснять радиотехническую аппаратуру.

Оптические системы широко применяются в локации, измерительной технике, управлении, робототехнике, на разных видах транспорта, в системах вооружения и т. д. Достоинствами оптического диапазона (10−8…10−3 м) являются высокие точность и разрешающая способность измерительных средств, меньшие масса и габариты, в том числе за счет отсутствия громоздких антенн. Самую большую область применения оптической аппаратуры, в космической технике составляют системы управления движением и навигацией (СУДН) пилотируемых и автоматических космических аппаратов. Оптические приборы и системы, используемые в составе СУДН, подразделяются на два класса: визуальные и автоматические. В первых приемником оптического излучения являются органы зрения оператора, во вторых эту функцию осуществляет фотоприемное устройство (ФПУ). В настоящее время в космической технике широко используются лазерные локационные системы (ЛЛС) для управления сближением и стыковкой КА, а также измерения вертикальной скорости при посадке на небесные тела. Лазерные и волоконно-оптические гироскопы обеспечивают прецизионные измерения угловых параметров движения (точность  до 10−4 °/ч) и выдерживают очень жесткие условия эксплуатации   (перегрузки >100g). Как было отмечено ранее, происходит экспансия средств оптического диапазона в области, где ранее доминировали другие типы датчиков: в системы связи и локации, в которых традиционно используются радиотехнические системы; в гироскопию, где наряду с электро- механическими получили распространение лазерные и волоконные гироскопы; в бортовые линии передачи данных — вместо проводных кабелей здесь все шире применяется оптическое волокно, и т. д.