Общие принципы построения наземного комплекса управления

Назначение и область применения наземного комплекса управления

Под наземным комплексом управления (НКУ) понимают совокупность наземных радиотехнических и вычислительных средств с соответствующим методическим и математическим обеспечением, предназначенных для управления полетом КА и контроля работы его бортовых систем. НКУ функционирует в период орбитального полета КА от момента отделения его от ракеты-носителя до прекращения активного существования. Основные целевые задачи НКУ могут быть сформулированы следующим образом: поддержание орбитальной структуры космической системы, управление и контроль выполнения динамических операций в космосе, управление функционированием бортовой аппаратуры КА, контроль и диагностика ее состояния, взаимодействие с комплексами, обеспечивающими целевое использование КА, а также со стартовым, полигонным измерительным и посадочными комплексами. Кроме того, при управлении пилотируемыми КА в задачи НКУ входит обеспечение телефонно-телеграфной и телевизионной связи между экипажем КА и наземными центрами.

В соответствии с решаемыми задачами выделяют следующие функциональные составляющие процесса управления КА:

командно-программное обеспечение;
навигационно-баллистическое обеспечение;
информационно-телеметрическое обеспечение.

Командно-программное обеспечение включает:

разработку долгосрочных и оперативных планов работы КА и технических средств НКУ;
формирование и передачу на борт КА командно-программной информации (КПИ) и получение квитанций о ее прохождении;
контроль выполнения программы полета КА по результатам анализа телеметрической и траекторной информации.

Исходными данными для планирования работы КА являются долгосрочная программа полета и заявки потребителей целевой информации, а также результаты текущего контроля работы бортовых систем по данным телеметрических измерений. Управление работой бортовых систем КА на заданном интервале времени реализуется пакетом командно-программных сообщений. Пакет включает как отдельные разовые команды, исполняемые на борту КА по мере их поступления,так и временные программы, записываемые в бортовое запоминающее устройство и обеспечивающие автономное функционирование КА вне зон радиовидимости средствами НКУ.

Навигационно-баллистическое обеспечение (НБО) полета включает следующие основные функциональные операции:

измерение текущих навигационных параметров (ИТНП) КА;
определение и прогнозирование параметров орбиты КА по результатам обработки данных ИТНП;
расчет исходных данных для выполнения коррекции орбиты с целью поддержания заданных параметров или маневров КА с целью перехода с одной орбиты на другую;
расчет баллистических данных, необходимых для работы средств НКУ и пунктов приема целевой информации с КА: интервалов радиовидимости КА наземными средствами, целеуказаний для наведения антенных систем и др.

Информационно-телеметрическое обеспечение включает следующие функциональные операции:

прием с борта КА, первичную обработку и регистрацию на наземных пунктах телеметрической (ТМ) информации;
передачу ТМ-информации в центр управления полетом (ЦУП) и центры обработки;
обработку ТМ-информации в ЦУПе и представление ее в виде, удобном для последующего анализа;
анализ ТМ-данных о состоянии и функционировании бортовых систем КА и медицинском состоянии экипажа (для пилотируемых КА).

Телеметрическая информация и результаты траекторных измерений являются исходными данными для оценки качества выполнения заданного технологического цикла управления КА. Пространственно разнесенная многоуровневая структура НКУ требует четкой организации и координации управления его техническими средствами.

Средства измерительных пунктов на основе исходной технологической информации (рабочие литеры частот бортовой аппаратуры, номера кодов командной информации, баллистические данные об орбите КА и т.п.) осуществляют поиск, захват сигнала с КА при входе его в зону радиовидимости и переход в режим устойчивого сопровождения для проведения информационного обмена и траекторных измерений. По окончании сеансов связи измерительные пункты выдают в ЦУП результаты выполнения программы работы средств измерительного пункта и характеристику качества принятой с КА информации.