Методика определения пространственного положения недеформируемой конструкции космического аппарата

В настоящее время создание крупногабаритных антенных систем радиотехнических комплексов космических аппаратов является насущной потребностью в процессе освоения космоса. Крупногабаритные антенные системы обеспечивают прямой доступ персональных потребителей гражданских и военных ведомств к ресурсам космического аппарата, минуя наземных операторов. Крупногабаритные трансформируемые антенны (КТА) позволяют создать мощный энергетический потенциал радиолиний, существенно сократить размеры и стоимость абонентских терминалов. В области гражданского применения крупногабаритные трансформируемые рефлекторы обеспечат непосредственный доступ к рынку широкополосных мобильных услуг и создание космических систем персональной и мобильной связи. Учитывая высокие затраты на создание систем космической связи, возможно её двойное применение в интересах военных и гражданских потребителей. При использовании в составе космического аппарата КТА существует проблема поддержания требуемой геометрии конструкций антенны (рефлектора и облучателя). КТА нуждается в периодической корректировке ее геометрических параметров. Геометрическими параметрами являются положения систем координат конструкций антенны в некоторой базовой системе координат космического аппарата. Для проведения корректировки геометрических параметров с помощью управляющих органов необходимо их определять. Определение геометрических параметров антенны осуществляется за счет измерения координат контролируемых точек поверхности конструкций. Измерение координат контрольных точек осуществляется по светоотражающим элементам, расположенным на конструкциях антенны. В этой связи приведен состав системы контроля геометрических параметров КТА с кратким описанием составных частей и их основного назначения. Разработана методика определения пространственного положения недеформируемого объекта космического аппарата с помощью одного углоизмерительного прибора. В качестве недеформируемого объекта рассматривается облучатель крупногабаритной антенны. Методика основана на теореме косинусов и знании расстояний между контролируемыми точками объекта измерения. При описании методики рассматривалось минимальное количество светоотражающих элементов, равное трем. Для решения системы уравнений, описанной в алгоритме методики, применен метод Ньютона-Рафсона. Количество уравнений в системе определяется количеством светоотражающих элементов. Разработанная методика имеет достаточно простую математику и реализацию алгоритма. Представлено ее математическое описание и описаны результаты анализа погрешностей при вычислениях. Кроме того, описана применяемость разработанной методики и ее гибкость при изменении количества контролируемых точек.