Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при проектировании систем космических аппаратов связи и иного назначения.The invention relates to space technology and can be used in the design of space communication systems and other purposes.
Известны космические аппараты (КА), включающие центральный отсек с бортовой аппаратурой (см. патенты US 4715566 А, 29.12.1987, RU 2089466 С1, 10.09.1997 и др.).Known spacecraft (SC), including a central compartment with on-board equipment (see patents US 4715566 A, 12.29.1987, RU 2089466 C1, 09/10/1997, etc.).
Одним из аналогов является КА, приборный отсек которого выполнен в виде шестигранной призмы из сотопанелей, внутри которого размещена бортовая аппаратура (см. патент на полезную модель RU 101011 U1, 10.01.2011).One of the analogues is a spacecraft, the instrument compartment of which is made in the form of a hexagonal prism of honeycomb panels, inside which airborne equipment is placed (see patent for utility model RU 101011 U1, January 10, 2011).
Такие КА применяются в системах КА, расположенных в одной орбитальной плоскости и связанных между собой космической радиолинией.Such spacecraft are used in spacecraft systems located in the same orbital plane and interconnected by a space radio link.
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа заявленного изобретения, является способ управления геостационарной спутниковой системой (US 5979830 А1), в котором формируют межспутниковую линию радиосвязи между космическими аппаратами, расположенными в одной орбитальной плоскости, снабжая каждый из них системой ориентации и приемо-передающим модулем, осуществляют связь с наземным комплексом управления через один выбранный космический аппарат системы, последовательно передают сигналы по межспутниковой линии радиосвязи на остальные космические аппараты, расположенные в данной орбитальной плоскости.The closest analogue selected as a prototype of the claimed invention is a method for controlling a geostationary satellite system (US 5979830 A1), in which an inter-satellite radio link is formed between spacecraft located in one orbital plane, providing each of them with an orientation system and a transceiver module , communicate with the ground control complex through one selected spacecraft of the system, sequentially transmit signals over the inter-satellite radio link to the flax spacecraft, located in the orbital plane.
Недостатком такого способа является неудовлетворительная оперативность радиосвязи, обусловленная тем, что целеуказания по взаимному наведению антенн осуществляются через наземный комплекс управления КА (НКУ КА), и их коррекция осуществляется после уточнения параметров движения центра масс каждого КА системы также через НКУ КА. Регулярное и обязательное привлечение наземного комплекса управления по каждому КА усложняет технологичность процессов управления КА системы.The disadvantage of this method is the unsatisfactory speed of radio communication, due to the fact that target designation for the mutual guidance of the antennas is carried out through the ground control system of the spacecraft (NKU KA), and their correction is carried out after clarifying the parameters of the center of mass of each spacecraft system also through the NKU KA. Regular and mandatory involvement of the ground-based control complex for each spacecraft complicates the adaptability of the control processes of the spacecraft system.
Задачей, решаемой предложенным изобретением, является повышение оперативности радиосвязи и технологичности процессов управления КА системы путем передачи целеуказаний наведения антенн для всех КА на один КА с последовательной передачей по межспутниковой линии связи целеуказаний для каждого КА.The problem solved by the proposed invention is to increase the efficiency of radio communications and the manufacturability of the control processes of the spacecraft system by transmitting target designations of antenna guidance for all spacecraft to one spacecraft with serial transmission of target designations for each spacecraft on the inter-satellite communication line.
Решение указанной задачи обеспечено тем, что используют стабилизируемые и корректируемые по направлению (диапазон 20-30 ГГц) антенные решетки приемо-передающего модуля КА, имеющие сканирующую диаграмму направленности (ДН) в плоскости орбиты и ориентированные на близлежащие в орбитальной плоскости космические аппараты (Фиг. 1), устанавливают их на наружных взаимонаправленных панелях космических аппаратов. В процессе сеанса связи определяют и запоминают параметры по тангажу и рысканию приемо-передающего модуля, при которых обеспечивается приемо-передающая зона межспутниковой радиолинии связи в диаграмме направленности с углами A1, А2 (Фиг. 2).The solution to this problem is ensured by the use of antenna arrays of the transceiver module of the spacecraft, stabilized and corrected in direction (20-30 GHz range), having a scanning radiation pattern (LH) in the orbit plane and oriented to spacecraft nearby in the orbital plane (Fig. 1), install them on the outer mutually directed panels of spacecraft. During the communication session, the pitch and yaw parameters of the transceiver module are determined and stored, at which the transceiver zone of the inter-satellite radio link in the radiation pattern with angles A1, A2 is provided (Fig. 2).
Следует отметить, что параметры то тангажу и рысканию, а также запоминание допустимых значений этих параметров, получаемых априорно, определяют на основе показаний телеметрических датчиков КА, телеметрических систем, вводят в запоминающее устройство бортового комплекса управления с использованием стандартной аппаратуры (см., например, «Инженерный справочник по космической технике, Москва, 1977 г, стр. 186-188, 196-200, 300-302, 306-309; «Современная телеметрия». Санкт-Петербург, 2007, стр. 106; «Низкоорбитальная космическая система персональной спутниковой связи и передачи данных». Изд. Юлис, 2011, стр. 41), используемой в космической технике.It should be noted that the pitch and yaw parameters, as well as storing the permissible values of these parameters, obtained a priori, are determined on the basis of the readings of the telemetry sensors of the spacecraft, telemetry systems, and are entered into the storage device of the onboard control complex using standard equipment (see, for example, “ Engineering reference book for space technology, Moscow, 1977, pp. 186-188, 196-200, 300-302, 306-309; "Modern telemetry. St. Petersburg, 2007, p. 106;" Low-orbit personal satellite systemcommunications and data transmission. ”Ed. Julis, 2011, p. 41) used in space technology.
Управление параметрами ориентации луча фазированных антенных решеток широко применяется в радиотехнике (см., например, патент RU 2040082 C1, в котором осуществляется последовательное перемещение луча с фиксированным дискретом в заданном секторе сканирования).The control of the orientation parameters of the beam of phased array antennas is widely used in radio engineering (see, for example, patent RU 2040082 C1, which sequentially moves the beam with a fixed discrete in a given scanning sector).
Таким образом, предложенный способ управления космической системой связи, в которой КА расположены в одной орбитальной плоскости и связаны между собой межспутниковой радиолинией связи, обеспечивает повышение оперативности радиосвязи и технологических процессов управления КА за счет расположения антенн приемо-передающего модуля на определенных взаимонаправленных панелях КА с определенными характеристиками диаграмм направленности и исключает использование ограниченного по количеству станций наземного комплекса управления КА. Thus, the proposed method for controlling a space communication system in which spacecraft are located in the same orbital plane and are interconnected by an inter-satellite radio link provides an increase in the efficiency of radio communication and technological processes of spacecraft control due to the location of the antennas of the transceiver module on certain mutually directional spacecraft panels with certain characteristics of radiation patterns and eliminates the use of a limited number of stations of the ground-based spacecraft control complex.
