Геометрия космических полетов, страница 21

(А) Источники погрешностей, которые позволяют проводить улучшение точности лишь в очень узких пределах.

(В) Источники погрешностей, которые легко выполняют наложенные нами требования по точности

(С) Источники погрешностей, которые позволяют улучшить точность при увеличении стоимости.

Так обычно определение положения космического аппарата является штатной операцией, и наземная станция обеспечивает фиксированный уровень точности. Мы не можем увеличить точность без вложения значительных денежных средств, следовательно, мы относим этот источник погрешностей к категории (А) и принимаем имеющийся уровень точности. Типичный пример источника погрешностей группы (В) – это погрешность в определении времени съемки, для которой при использовании современных бортовых часов легко достижим уровень десятков миллисекунд. Поэтому, в качестве требования к точности определения времени съемки устанавливается число соответствующего порядка (скажем 10 мс). Определение ориентации обычно относится к категории (С). Космический аппарат может использовать гравитационно-градиентную систему ориентации с точностью в несколько градусов без затрат на определение ориентации, система ориентации с использованием датчика горизонта дает точность 0,05…0,10°, а намного более дорогая система на основе звездных датчиков – менее 0,01° (см. раздел 11.1).

Описанный выше процесс позволяет нам уравновесить стоимость между соответствующими компонентами и уточнить требования к точности, предъявляемые к космической системе. Например, достижение точности географической привязки 100 м может в три раза увеличить стоимость космической системы из-за необходимости точного определения ориентации, необходимости использования новой системы для определения орбиты и высокой точности знания высот объектов съемки. Снижение требований к точности географической привязки до 500 м может снизить стоимость космической системы до приемлемого уровня при выполнении всех требований к точности всех факторов, влияющих на суммарную точность. Это один из примеров оптимизации требований к космической системе, которая была описана в Главах 2-4. Процесс оптимизации требований очень важен для создания экономически эффективной космической системы, но часто он просто упускается при определении требований к системе.

Для проведения такой оптимизации мы должны знать как каждая из погрешностей, описанная в табл. 5.5, влияет на общую погрешность географической привязки и наведения. В табл. 5.6 приведены формулы для определения доли каждой из семи основных погрешностей в суммарной погрешности. В таблице используются те же обозначения, что и на рис. 5.19. Приведенные формулы показывают влияние каждого из основных компонентов на суммарную точность наведения и географической привязки, не зависимо от конкретной конфигурации космической системы. Табл. 5.6 дает основные математические зависимости, которые мы должны преобразовать в требования к точности наведения и географической привязке для конкретной системы. Общая методика определения этих требований приведена ниже. Пример сводки точностей наведения и географической привязки, основанных на приведенных формулах, приведен в табл. 5.7.

Таблица 5.6

Формулы для вычисления погрешностей наведения и географической привязки

e – высота над горизонтом, lat – широта объекта съемки, f – азимут объекта съемки относительно трассы космического аппарата, l – центральный угол между космическим аппаратом и объектом съемки, D – расстояние между объектом съемки и космическим аппаратом, R_Т – расстояние от центра Земли до объекта съемки (обычно ~R_E, радиус Земли), R_S – расстояние от центра Земли до космического аппарата. См. рис. 5.19