Пиши Дома Нужные Работы

Обратная связь

Геометрические принципы зондирования Земли

Ширина полосы обзора связана с возможностью разворачивать съемочную аппаратуру по углу крена относительно направления в надир. Обычно для систем высокого разрешения разворот осуществляется поворотом всего космического аппарата, на угол (по крену) не более ± 30°.

Общее выражение для расчета полосы обзора для такого КА имеет вид:

 

Lобз = Н ▪ tg(α + ω) (1.2.1)

 

где α - угол крена, 2ω -поле зрения объектива.

Отметим, что при малых углах поля зрения 2ω формулы дают практически одинаковый результат без поворота. На рис. 3.5 обозначена Н- высота полета, при этом скорость полета направлена перпендикулярно плоскости картины. Спутник сам находится в точке O и в нормальном положении его ось визирования направлена в надир (N). Угол KOL представляет собой поле зрения камеры и равен 2ω. Угол NOA = α - это угол крена, т. е. отворота оси визирования, KL = Lзах - полоса захвата, а BD = Lобз - это полоса обзора.

 

 
 

 


Рис. 3.5. Схема формирования полосы захвата и обзора

 

Длина строки (фоточувствительной зоны l) ПЗС и ее проекция на местности называется полосой захвата L, H – высота орбиты, fоб –фокусное расстояние объектива космического телескопа (рис. 3.6).

Одним из основных технических характеристик ОЭК, предназначенных для дистанционного зондирования земли, является размер проекции пиксела на Землю (одного фоточувствительного элемента ПЗС-линейки или ПЗС-матрицы). Обычно пиксел имеет форму квадрата со стороной δэл.

Отсюда, из геометрии выводится L (ширина полосы захвата) следующая зависимость:

 

LЗАХ = (l/fоб)H = Δпр•NL, (1.2.2)

 

где fоб - фокусное расстояние объектива КТ, H-высота КА,



NL - количество фоточувствительных элементов в строке,

Δпр - проекция фотоприемного элемента

 

 

       
   
 
 

 


Рис. 3.6. Оптическая схема КА на орбите

 

Из рис. 3.6 очевидно, что размер Δпр проекции пиксела на Землю связан с размером сторон пиксела следующим соотношением:

 

Δпр = ( δэл / fоб )Н (1.2.3)

 

δэл = (Δпр /Н) fоб (1.2.4)

 

где fоб - фокусное расстояние объектива, Δпр - проекция элемента ПЗС.

Линейное разрешение Δпр -проекция на Землю связан с размером пиксела δэл (дискретный элемент ПЗС-структуры) вычисляется соотношением:

(1.2.5)

 

где ν0 = νр / νпрнормированная пространственная частота (отношения рабочей к предельной), Dоб – диаметр объектива, k – коэффициент пропускания оптики.

ОЭП для ДЗЗ, обычно работает в следующих спектральных диапазонах:

- ВД - канал (длина волн 0.45 – 0.8 мкм);

- МК – канал (длина волн 0,54-0,59; 0,63-0,68; 0,79-0,9);

- ИК - канал (длина волн 0,9-14 мкм ).

Для съемочной аппаратуры, работающей в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах, фотоприемники имеют гораздо меньшую степень интеграции и, как правило, содержат не более 512 элементов в строке, а в видимом диапазоне до 40000 элементов в строке.

 

 

Этапы проектирования

Проектирование космической системы наблюдения начинается:

- во-первых, с технического задания (ТЗ) на космическую систему (КС), где должны быть определены цель и задачи проекта;

- во-вторых, с оценок достижимых технических характеристик КА.

Структура технического задания (ТЗ) является основным исходным документом для разработки космического аппарата, в котором определяются цель разработки, назначение, ТТХ, технико-экономические показатели, этапы и сроки их выполнения и другие требования.

В общем случае ТЗ должно содержать следующие разделы:

- наименование, основание и шифр для разработки;

- разработчик, соисполнители и изготовитель;

- состав и тактико-технические требования к КА;

- технико-экономические требования;

- требования к материалам (требования к покупным изделиям и применяемым материалам);

- требования к консервации и упаковке, в зависимости от условий хранения и транспортировки, а также маркировке (место, содержание и способ нанесения маркировки);

- требования к учебно-тренировочным средствам;

- специальные требования и др.;

- требования к разрабатываемой документации (состав проектной, конструкторской, технологической и эксплуатационной документации);

- требования на наименования этапов, сроки их выполнения, содержание работ на каждом этапе и исполнители;

- график создания космического аппарата и космической системы в целом с определением срока исполнения этапов.

Этапы проекта космической системы в виде цепочки:

 

НИР →ТЗ → ТП → ЭП → РД → ОКР → Усл. Эксп.

 

ТЗ → ТП: разработка и согласование только ТЗ (ТТХ определяется в ТЗ),
ТП→ ЭП: разработка и согласование ТП по ТЗ,
ЭП→ РД: разработка и согласование ЭП, ПОН, КПЭО по ТЗ,

РД → ОКР: разработка и согласование КД, ТД, ЭД, ПОН, КИ, МВИ, программы ЛКИ по ТЗ.

ОКР → Условия эксплуатации: устранение замечании в этапах ЛКИ.

Этапами разработки проекта на космическую систему являются:

- научно-исследовательские работы (НИР);

- все этапы опытно-конструкторской работы (ОКР);

- производство изделий;

- комплекс программной экспериментальной отработки (КПЭО)

- эксплуатация изделий.

Все эти этапы ориентированы для обеспечения потребностей заказчика в геоинформпродуктах при минимальной трудоемкости изготовления КА.

НИРвключает в себя следующие этапы:

- предплановый патентный поиск;

- разработка и согласование с заказчиком техзадания (ТЗ) на НИР;

- основной этап (теоретические и экспериментальные исследования);

- НИР заканчивается выпуском отчета и разработкой задания на ОКР.

ОКРвключает в себя следующие этапы, если они предусмотрены в ТЗ:

- (ТП) техническое предложение;

- (ЭП) эскизный проект;

- технический проект;

- рабочая конструкторская документация опытной партии изделия.

ТП разрабатывают для значимых проектов с целью уточнения параметров, заданных в ТЗ.

Техническое предложение (ТП) - начало процесса проектирования КА.

Целью работы является обоснование научных, экономических и организационных показателей, решений для создания космического аппарата с заданными в ТЗ тактико-техническими характеристиками (ТТХ). Основные моменты ТП:

- возможные варианты исполнения КА, оценки энергетических, массовых и габаритных характеристик КА и их составных частей;

- анализ технического уровня КА и его составных частей и его сравнение с передовыми достижениями отечественной и мировой науки и техники;

- анализ применяемых ЭРИ, комплектующих элементов и материалов, с учетом возможностей промышленности и обеспечение ими на этапах изготовления опытных и летных образцов и т.д.

Эскизный проект (ЭП) - приводит к обоснованию основных характеристик, технических и технологических решений по созданию космического аппарата, а также в обосновании технико-экономических показателей.

ЭП на космический аппарат и его составные части должны содержать:

- результаты расчетно-теоретических, экспериментальных и других работ, проведенных для обоснования выполнения заданных в ТЗ основных характеристик КА и его составных частей;

- программу обеспечения безопасности эксплуатации, включая экологическую;

- оценку надежности КА и его составных частей по результатам расчетно-теоретических и экспериментальных работ;

- технико-экономические показатели КА и его составных частей, затраты на технологическое обеспечение;

- вопросы интеграции составных частей КА;

- результаты разработки программного и математического, информационного обеспечения автоматизированных систем управления полетом (перечень программных модулей, ресурсов памяти, алгоритмов функционирования, набора тестов и др.);

- перечень методик проведения испытаний и методик оценки их результатов, в том числе методик подтверждения заданных характеристик по ТЗ.

ЭП устанавливает конструкторские, схемотехнические и технологические решения, которые дают общее представление о принципе работы и построении изделия. Целью разработки рабочей конструкторской документации является создание комплектов конструкторской и технологической документации, необходимых и достаточных для изготовления опытного образца или опытной партии изделия.

На этапе эскизного проекта, как правило, выпускается следующая документация: пояснительная записка ЭП расчетно-экспериментальными показателями; альбомы чертежей и схем; программа обеспечения надежности; план-график создания КА.

В разработку рабочей документации (РД) входят следующие:

– комплект конструкторской документации (КД) для изготовления и испытаний космического аппарата и его составных частей;

– комплексная программа экспериментальной отработки (КПЭО);

– технологическая документация (ТД) на опытных образцов;

– эксплуатационная документация (ЭД);

– программное обеспечение (ПО).

Конструкторская документация включает:

– схему деления на блоки: как конструктивная единица (Е1);

– электрическую схему блоков, комплексов (Э6);

– программное обеспечение блоков, комплексов и системы (ПО);

– техническое описание (ТО);

– руководство по эксплуатации (РЭ);

– технические условия эксплуатации (ТУ);

– формуляр конечного документа (ФО);

– инструкцию по монтажу (ИМ);

– инструкции упаковки, хранения и транспортировки ;

– запасные узлы (ЗИП).

Изготовление и наземные испытания опытных образцов сопровождается авторским надзором разработчика.

Подтверждение выполнения требований ТЗ на разработку КА и его составных частей проводится согласно принятому стандарту КПЭО, состав и этапы отработки КПЭО рассмотрены в главе 8.

Компоновку КА, как один из основных этапов проектирования космического аппарата (КА) и компоновку служебных и специальных отсеков для ДЗЗ, выполняют на основе следующей технической документации :

- тактико-технического задания (ТТЗ), выдаваемого заказчиком КА;

- баз данных компоновок существующих прототипов КА;

- единых норм внешних воздействующих факторов;

- расчетно-теоретических исходных данных;

- общей схемы оборудования КА с комплектом габаритных чертежей на приборы бортового оборудования и кабельные сети;

- циклограмм режимов полета и взаимодействия бортовых аппаратур;

- графика энергопотребления;

- таблиц точности установки отдельных приборов оборудования и привязки их к базовым элементам КА;

- аппаратура служебного отсека;

- аппаратура специального отсека.

Технические требования к размещению оборудования на борту КА подразделяются на две основные группы:

- требования целевого назначения приборов и элементов конструкции;

- требования по исключению нерасчетного взаимовлияния систем.

Первая группа технических требований задается в виде ограничений на расположение каждого прибора, размещаемого на борту КА, которые должны обеспечивать максимально эффективного функционирования. Прибор должен быть установлен в фиксированной области, заданной в тактико-техническом задании (ТТЗ). Внешний вид КА определяется исходя из двух критериев:

- обеспечения целевой задачи, поставленной перед КА;

- размещения под обтекателем ракеты-носителя на участке выведения.

2.1 Классификация испытаний КА и его составных частейКак отмечается основаниями для классификации могут служить следующие признаки:

1) Назначение испытаний. В этом случае испытания делятся на исследовательские, контрольные, сравнительные и определительные; Исследовательские (научные) испытания проводятся для изучения определенных характеристик свойств объекта. Эти испытания необходимы для установления качественных и количественных соотношений характеристик для ранее неизвестных ситуаций, для сопоставления и построения новых гипотез, теорий. Контрольные испытания проводятся для установления соответствия характеристик объекта заданным требованиям. Сравнительные испытания проводятся для сравнения свойств аналогичных по назначению или одинаковых объектов в идентичных условиях. Определительные испытания проводятся для определения значений характеристик с заданными значениями показателей точности и достоверности.

2) Уровень объекта испытаний. По этому признаку испытания делятся на следующие виды: испытания материалов и элементов, испытания узлов, приборов, агрегатов, устройств, подсистем, систем, испытания КА в целом;

3) Определяемые характеристики объекта. По этому признаку испытания делятся на функциональные испытания, испытания на прочность, на устойчивость, испытания на надежность, безопасность, транспортабельность, граничные испытания, технологические испытания;

4) Этапы разработки изделия. В этом случае испытания делятся на доводочные , предварительные, приемочные; Доводочные испытания – это исследовательские испытания, проводимые при разработке изделия с целью оценки влияния изменений, вносимых в него для достижения заданных значений показателей ее качества.

Предварительные испытания – контрольные испытания опытных образцов с целью определения возможности их предъявления на приемочные испытания.

Приемочные испытания – контрольные испытания опытных образцов с целью решения вопроса о возможности допуска изделия к штатной эксплуатации.

5) Условия и место проведения испытаний. Испытания в этом случае делятся на следующие виды: лабораторные, с использованием предметно - математических моделей, стендовые, полигонные, эксплуатационные.

Лабораторные испытания – испытания, проводимые в лабораторных условиях.

Очевидно, что объектами испытаний в лабораторных условиях могут быть объекты низших уровней - такие как материалы, элементы, узлы, приборы.

Испытания с использованием моделей основываются на использовании предметно - математических моделей, которые конструируются из элементов иной (по сравнению с оригиналом) физической природы, но описываются такими же математическими моделями, что и оригинал. Предметно - математические модели можно разделить на два вида: модели прямой и непрямой аналогии. Первые строятся на основе непосредственной связи (аналогии) между величинами, присущими физически различным явлениям, но описываемыми одинаковыми математическими моделями. Предметно - математические модели непрямой аналогии представляют собой аналоговые вычислительные машины.

Испытательное оборудование (испытательные стенды) может объединяться по направлениям и образовывать, например,комплексы механических, тепловых, электрических, климатических, химических,биологических, магнитных, электромагнитных и радиационных испытаний.

Полигонные испытания - испытания объекта, проводимые на испытательном полигоне.

Эксплуатационные испытания – испытания объекта в условиях его штатной эксплуатации.

Кроме перечисленных типов испытаний, классификация которых осуществлялась по их характерным признакам, следует отметить еще следующие виды испытаний, относящиеся к сложным объектам - к КА в целом или его отдельным фрагментам, системам: автономные испытания, комплексные испытания, испытания в условиях имитации нештатных аварийных ситуаций.

Автономным испытаниям подвергаются отдельные составляющие сложной технической системы – в нашем случае отдельные части или системы КА.

Комплексные испытания проводятся либо для группы непосредственно связанных систем КА, либо для всего КА с целью проверки нормального функционирования систем КА после проведения монтажно-сборочных работ.






ТОП 5 статей:
Экономическая сущность инвестиций - Экономическая сущность инвестиций – долгосрочные вложения экономических ресурсов сроком более 1 года для получения прибыли путем...
Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 N 135-ФЗ - На основании изучения ФЗ № 135, дайте максимально короткое определение следующих понятий с указанием статей и пунктов закона...
Сущность, функции и виды управления в телекоммуникациях - Цели достигаются с помощью различных принципов, функций и методов социально-экономического менеджмента...
Схема построения базисных индексов - Индекс (лат. INDEX – указатель, показатель) - относительная величина, показывающая, во сколько раз уровень изучаемого явления...
Тема 11. Международное космическое право - Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств по исследованию...



©2015- 2020 pdnr.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.