DOI: 10.25136/2644-5522.2019.1.28720

Abstract: The subject of the research is an optical direction finder for the navigation and guiding a space probe. The usage of the optical correlation computing device is determined by the necessity to reduce the load to a space probe on-board computer system. The paper describes especially the optical correlation computing devices for building the correlation-extremal direction finders. The principle optical schemes of this class of optical devices are described. The method of mathematical modeling is used for building and analyzing the optical scheme of the proposed optical correlation computing devices. Both advantages and disadvantages of the existed optical schemes are noted. The requirements to parameters of the special on-board optical correlation computing device for the direction finding are proposed. It is shown that the optical device potentially can be used for navigation and guiding a space probe in the process of the landing on a small body of the solar system.

DOI: 10.25136/2644-5522.2018.2.25971

Аннотация: В статье рассматриваются вопросы, связанные с использованием перспективного метода оптической корреляции, для автономного наведения и посадки космического летательного аппарата (КЛА) на поверхность малого тела солнечной системы (МТСС). Используется способность оптических систем осуществлять преобразование Фурье, что дает возможность построения на основе оптико-электронных устройств быстродействующих вычислительных устройств с высокой производительностью. Распределение освещенности (энергии) в плоскости предмета или входного зрачка является для оптического вычислительного устройства, построенного на указанном выше принципе, потоком входных данных. В общем случае эта информация является функцией пропускания эталона по двум пространственным координатам, х и у. Для исследования указанных аспектов используется аппарат математического анализа и в частности интегральное исчисление для создания математической модели оптического корреляционного пеленгатора с вращающимся эталоном. Предлагается модулировать оптический сигнал, проходящий сквозь прозрачный эталон, как по амплитуде, так и по фазе. Достоинством метода является сверхвысокая скорость обработки информации, которая будучи ограничена скоростью распространения света и осуществляется почти мгновенно, учитывая небольшие размеры устройств. Приводится теоретическое обоснование эффективности метода оптической полярной корреляции. Показано, что для нейтрализации эталона при наведении и посадке КЛА целесообразно использовать вращение эталонного изображения. Рассмотрен метод вращения эталонного изображения для отыскания экстремума функции корреляционного сигнала и нейтрализации эталона.

DOI: 10.7256/2454-0714.2018.2.26217

Аннотация: В работе сформулированы основные требования к бортовому комплексу космического летательного аппарата (КЛА) для целей наведения и посадки на малые тела солнечной системы. Основными задачами спускаемых и посадочных аппаратов являются торможение и сближение с поверхностью небесного тела, посадка, работа на его поверхности, возможно, взлет с поверхности для доставки возвращаемого аппарата на землю. Обеспечивая высокие требования к точности и надежности работы бортового комплекса наведения и посадки предложено актуальное решение. Используя традиционный подход к моделированию процессов и систем в работе создана функциональная модель бортового комплекса наведения и посадки в нотации IDEF0. В процессе создания функциональной модели описаны основные процессы, выполняемые комплексом во время схода с орбиты и посадки. В результате работы получено описание процедур, выполняемых многофункциональным бортовым комплексом наведения и посадки космического летательного аппарата. Построена прикладная функциональная модель уровня «to-be», основанная на использовании комплексного подхода. Предлагаемый комплексный подход ориентирован на совместное использование данных от всех бортовых устройств, как основной и дублирующей информации. Такой подход позволяет повысить точность и надежность процедуры посадки.