Принципы построения радиотехнических комплексов управления. Функциональная структура бортового комплекса управления

Лекция 3

3.1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ УПРАВЛЕНИЯ

Для обеспечения глобальности и непрерывности управления космическими аппаратами полигонный и командно-измерительный комплексы сформированы в виде территориально рассредоточенной системы измерительных пунктов (ИП), Центра и сети связи, обеспечивающей передачу распоряжений и программ работы из Центра на ИП, а полученной с борта информации и донесений о работе наземных средств - с пунктов в Центр. Такое построение было вызвано как ограниченностью зон видимости ИП и необходимостью иметь в связи с этим большое их количество на территории страны (для работы с КА различных наклонений и на всех "видимых" витках), так и тем, что обработка информации с этих ИП должна производиться совместно (для получения высокой точности и надежности при оценке движения и степени выполнения целевых задач) и с помощью высокопроизводительной вычислительной техники.

Различают централизованный, региональный и автономный принципы построения РТКУ.

Если обработка информации и выдача управляющих воздействий осуществляется в Центре, то это пример реализации централизованного принципа построения РТКУ. Преимущества централизованного принципа построения РТКУ заключаются в том, что решения принимался с учетом всей обстановки как на КА, так и на средствах ИП. Имеется возможность маневрировать резервами(например, при выходе из строя отдельных радиотехнических систем на пунктах).планировать проведение эксплуатационных мероприятий,обеспечивать высокий коэффициент использования техники на ИП и в Центре.

Очевидные недостатки этого принципа построения РТКУ - большие информационные потоки из Центра на ИП и особенно с ИП  в Центр, а также сложность координации планов работы по различным КА и загрузки средств отдельных ИП, снижение оперативности принятия решений из-за необходимости обработки больших объемов информации на ограниченных мощностях ЭВМ. Указанные трудности стали проявляться при значительном расширении космических исследований.

Если ряд операций (расчет ЦУ для средств, предварительная обработка навигационной и телеметрической информации) выполняется на ИП, то это значительно сокращает потоки взаимного обмена между Центром и ИП. Становится возможным реализовать региональный принцип построения РТКУ - разбиение единого РТКУ на отдельные (относительно независимые) комплексы управления по определенным типам КА, в состав которых входит ограниченное число ИП, причем один из них выполняет функции регионального Центра. За Центром сохраняются задачи координации региональных Центров и распределения ресурсов (средств №1, ЗИП и др.).

В связи с тем, что в региональный Центр стекается информация с меньшего числа ИП и только по одному типу КА, существенно сокращаются (на порядок и более) потоки обмена и резко возрастает оперативность обработки полученных данных и принятия решений. Появляется возможность более высокой специализации как технических, так и программных средств и повышения на этой основе эффективности управления КА.

Следует отметить и ряд недостатков регионального принципа. Во-первых, нарушается оптимальность управления всей совокупностью КА (принимается ряд частных решений по отдельным группировкам КА, которые могут не соответствовать наилучшему решению по космической обстановке в целом) и ограничивается возможность маневра ресурсами, во-вторых, увеличиваются затраты на оснащение ИП и региональных Центров в связи с расширением функций ИП и менее рациональным использованием техники на них. Правда, если число обслуживаемых КА данного типа создает полную загрузку установленных на пунктах региона радиоэлектронных средств, то потерь отих недоиспользования не будет.

При региональном построении РТКУ в каждом комплексе управления содержится меньшее число ИП. Тем самым создаются условия, когда при некоторых ситуациях (неблагоприятном пространственном расположении ИП и КА, при выходеиз строя радиотехнических средств и т.п.) снижается надежность управления, достигаемая точность навигационных определений и т.д., что также относится недостаткам регионального принципа построения РТКУ. По этим причинам он используется в рациональном сочетании с централизованным принципом.

Предельным случаем регионального принципа построения РТКУ является однопунктная система, когда каждому ИП предоставляются права регионального Центра, т.е. он приобретает почти полную автономность, и связь с единым Центром сохраняется для координации программ полетов различных классов КА и планирования эксплуатационных мероприятий для организации деятельности личного состава. Тем самым до минимума сокращаются потоки информации (остается та, что имеет распорядительный характер) между Центром и ИП. Достичь требуемого качества управления КА при сокращении числа ИП до одного возможно за счет усложнения аппаратуры, устанавливаемой на ИП (например, нужны многопараметрические измерительные системы, высокопроизводительные ЭВМ, автоматизация самих КИС и современные средства отображения), и использования спутника-ретранслятора (СР), чтобы иметь возможность связаться с КА в заданных областях пространства и времени. Как видно, это влечет за собой появление в РТКУ нового элемента - СР и усложнение наземной и бортовой аппаратуры.