Программные средства оперативного контроля полета ракеты-носителя по ТМИ, передаваемой через мкср "Луч" Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 629.7.051:621.398:004.31

ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ ПОЛЕТА РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ ПО ТМИ, ПЕРЕДАВАЕМОЙ ЧЕРЕЗ МКСР «ЛУЧ»

Д. А. Махалов, М. П. Никитина

ФГУП «Центральный научно-исследовательский институт машиностроения» (ЦНИИмаш) Российская Федерация, 141070, Московская область, г. Королёв, ул. Пионерская, 4

E-mail: mda@mcc.rsa.ru

Рассмотрены разработанные в ЦУП ФГУП ЦНИИмаш программные средства приема, обработки и отображения ТМИ, передаваемой абонентской аппаратурой ретрансляции ракет-носителей при пусках с космодрома «Восточный». Разработанные средства обеспечивают качественную ретрансляцию ТМИ и оперативный контроль процесса выведения.

Ключевые слова: высокоскоростная абонентская аппаратура ретрансляции, ракеты-носители, обработка ТМИ.

REAL-TIME CARRIER ROCKET MISSION CONTROL SOFTWARE USING TELEMETRY TRANSMITTED THROUGH LUCH MULTIFUNCTIONAL SPACE RELAY SYSTEM

D. A. Makhalov, M. P. Nikitina

Central Research Institute of Machine Building (TSNIIMASH) 4, Pionerskaya Str., Korolev, Moscow region, 141070, Russia Federation E-mail: mda@mcc.rsa.ru

The launch vehicles has high-speed subscriber retransmission equipment for telemetry transmission during launches from spaceport Vostochniy. This article is about special software for processing such kind of telemetry at MCC TSNII-mash for expeditious launch control.

Keywords: high-speed subscriber retransmission equipment, launch vehicles, telemetry processing, launch control.

К началу 2018 года с нового космодрома «Восточный» осуществлено 3 запуска ракет-носителей (РН) «Союз-2» для выведения КА НСЭН. Для передачи телеметрической информации (ТМИ) РН вне зон видимости существующих наземных измерительных пунктов используется высокоскоростная абонентская аппаратура ретрансляции (ВААР) РН и спутники-ретрансляторы «Луч». В работе рассматривается реализация приёма, обработки и отображения ТМИ РН, принимаемой с ВААР в ЦУП ФГУП ЦНИИмаш, для оперативного контроля процесса выведения.

Схема передачи информации через МКСР «Луч». Для оперативного контроля полёта РН «Союз-2» по ТМИ ВААР в ЦУП на средствах телеметрического информационно-вычислительного комплекса (ТМИВК) разработаны программы приёма, обработки и отображения поступающей ТМИ. На рис. 1 приведена схема приёма ТМИ, использовавшаяся 01.02.2018для контроля выведения РН «Союз-2.1а» с КА «Канопус-В» №3, №4, где разработанные программные средства выделены жёлтым. ВААР начинает передачу ТМИ с 400 секунды полёта РН, когда ракета приближается к границе зоны видимости измерительных средств космодрома. ТМИ в реальном масштабе времени поступает на наземную станцию ретрансляции (НСР) «Клён-Р» № 304 (космодром «Восточный») через спутник-ретранслятор (СР) «Луч-5А», откуда данные передаются напрямую

в ЦУП, на АПК ААР (аппаратно-программный комплекс абонентской аппаратуры ретрансляции) в ЦУРС (центр управления ретрансляцией и связью) и в систему автоматизированного обмена ЦУРС (САО-ЦУРС). ТМИВК принимает и обрабатывает ТМИ от обоих источников. Результаты обработки ТМИ выводятся на отображение в ЦУРС и на рабочее место в АО «РКЦ «Прогресс». Оба используемых тракта передачи ТМИ обладают своими преимуществами и недостатками, рассмотрение которых выходит за рамки статьи.

Основные задачи ТМИВК по обработке ТМИ ВААР. Основными задачами, решаемыми на средствах ТМИВК ЦУП для обеспечения качественной ретрансляции ТМИ от ВААР РН и оперативного контроля процесса выведения, являются следующие.

Оценка качества и достоверности ТМИ (процент сбойных и достоверных кадров, количество ошибок, восстанавливаемых кодами Рида-Соломона), уровня принимаемого сигнала.

Оценка своевременности начала и окончания приёма ретранслируемой ТМИ в соответствии с циклограммой работы ВААР. Коммутация потоков ТМИ, принимаемых с различных СР «Луч-5» и с наземных средств (при обеспечении передачи в ЦУП).

Точная привязка ТМ-кадров ко времени.

Оценка текущих баллистических параметров РН, сравнение их с баллистическим расчётом.

Решетневские чтения. 2018

Рис. 1. Схема приёма ТМИ ВААР от РН «Союз-2.1а» с КА «Канопус-В» №3, № 4 01.02.2018

Время ДМВ 05:15:56

Время от КП 518.3 с

Время от вкл. BMP 117.3 с

ВААР

РТСЦ

Потоки ТМИ

Скорость 256 Кбит/с Качество 100% Ошибок 115 16

ПОЛЕТАМИ С

Ракета 372РН16 №2Л КА "Канопус-В" №3,4

Фазовая траектория

Элементы орбиты

66.1° 119.4°

7479 м/с (-15 м/с)

Широта

Долгота

Скорость

Высота

Апогей

Перигей

Период

Наклонение

Эксцентриситет

Перегрузка

200.9 км (+0.0 км) 201км 0 км

76.94 мин (-9.5 мин)

97.40° (-0.02°)

0.0951 (+0.0806) 3.0

Угол бросания/ -0.3°

Тангаж / 0.2°(+0,Г)

Рыскание -2.4° (+0.0°)

Вращение 6.2° (+0.0°)

7479 V, м/с Работа БАСУ ВААР Угол КА"Луч"-ФАР 3.2" N° антенны ФАР 1 Уровень сигнала 11.7 дБ Захват Есть

Сигнальные параметры Калибровки МАС1 МАСЗ Т° БЦВС ACH ТГС1 ТГС2 ДУС]

Отделе ние1 РБ АВДУ [СЭПЦ № участка 236

Отделение2 РБ ПАП | ИВЭП | 0% Г 4~| Г 4 ~| № цикла 9602

АВКА 100% I 250 1 1 250 1140691 № циклограммы 6

Рис. 2. Мнемосхема отображения состояния РН «Союз-2.1а»

Оперативный контроль работы бортовых систем, в т. ч. фиксация моментов отделения частей РН, полезной нагрузки, команд системы управления, режимов работы телеметрической системы и ВААР.

Обработка ТМИ, получаемой от ВААР как во время лётных испытаниях, так и при наземной отработке.

Предоставление данных для межведомственной комиссии в случае аварийного пуска.

Обработка в реальном времени информации от бортовой системы видеоконтроля (БСВК), передаваемой через МКСР «Луч» (после внедрения такой системы).

Большая часть из перечисленных задач уже реализована в ТМИВК.

Представление результатов обработки ТМИ ВААР. Для осуществления оперативного контроля результаты обработки ТМИ ВААР представляются специалистам в реальном времени в виде мнемосхем, таблиц, графиков и текстовых протоколов; в послесе-ансном режиме - в виде графиков, таблиц, текстовых протоколов и различных распечаток. Средства оперативного отображения создаются в ЦУП из расчёта возможности выполнения максимально простого и всеобъемлющего контроля полёта.

На рис. 2 приведена одна из мнемосхем, использовавшихся для контроля полёта РН «Союз-2.1а» по ТМИ ВААР при выведении 01.02.2018 КА «Кано-пус-В» № 3, 4.

Контроль каждой системы при обработке ТМИ выполняется по совокупности телеметрических параметров. При незначительных замечаниях в работе система на мнемосхеме подкрашивается жёлтым. При серьёзных - красным. Приведённая мнемосхема позволяет контролировать порядка 100 телеметрических параметров.

Заключение. Созданные в ЦУП программные средства, разработанные алгоритмы обработки и формуляры отображения ТМИ ВААР успешно применялись для оперативного контроля выведения КА «Метеор-М» № 2-1 в 2017 и «Канопус-В» № 3, № 4 в 2018 годах.

Результаты обработки ТМИ ВААР по пуску 2018 года с космодрома «Восточный» в реальном времени передавались и выводились на отображение в сектор главного конструктора АО «РКЦ «Прогресс». Кроме того, на этих средствах в 2016 году осуществлялся приём и оценка тестового сигнала от ВААР при первом пуске с космодрома «Восточный», а в 2017 выполнялась обработка ТМИ от НААР, установленной на РБ «Фрегат» при выведении КА «Кано-пус-В-ИК» с космодрома Байконур. Все указанные средства будут дорабатываться по результатам пусков и применяться для оперативного контроля выведения предстоящих пусков с космодромов Байконур, «Восточный» и «Плесецк».

© Махалов Д. А., Никитина М. П., 2018