Методика повышения надежности применения многоспутниковой группировки малых космических аппаратов дистанционного зондирования Земли

Сформулирована актуальность научной задачи повышения показателей надежности применения многоспутниковой группировки малых космических аппаратов (МКА) дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) при обслуживании территориально-распределенных объектов наблюдения. Предложена методика оперативной смены конфигурации функциональных элементов бортовых систем МКА ДЗЗ, участвующих в детальном наблюдении объекта, с учетом рационального расхода системного технического ресурса группировки в целях повышения показателей надежности ее применения. В качестве основной бортовой системы рассмотрена система управления движением МКА при реализации режимов точной ориентации и перенацеливания. Приведено описание входных данных для реализации процесса планирования оперативной смены конфигурации функциональных элементов бортовой аппаратуры. Процесс выбора конфигурации состоит из двух стадий: построения схемы функциональной целостности и формирования вероятностного полинома успешного функционирования системы управления движением и решения задачи выбора оптимальной конфигурации с учетом текущей наработки на отказ функциональных элементов системы. Приведены результаты вычислительных экспериментов. Разработанная методика доведена до уровня практического применения, позволяющего обеспечить равномерный расход системного технического ресурса группировки МКА при целевом применении.

1. Pavlov A. N., Ivanov D. V., Pavlov D. A. et al. Optimization of network redundancy and contingency planning in sustainable and resilient supply chain resource management under conditions of structural dynamics // Annals of Operations Research. 2019.

2. Сафронов С. Л., Ткаченко И. С., Иванушкин М. А., Волгин С. С. Современные подходы к созданию малых космических аппаратов дистанционного зондирования Земли на базе унифицированных платформ. Самара: Самар. гос. ун-т, 2019. 278 с.

3. Павлов А. Н., Павлов Д. А., Захаров В. В. Technology Resolution Criterion of Uncertainty in Intelligent Distributed Decision Support Systems // Studies in Computational Intelligence. 2020. Vol. 868. P. 365–373.

4. Калинин В. Н., Кулаков А. Ю., Павлов А. Н. и др. Методы и алгоритмы синтеза технологий и программ управления реконфигурацией бортовых систем маломассоразмерных космических аппаратов // Информатика и автоматизация. 2021. Т. 20, № 2. С. 236–269.

5. Pavlov A. N., Vorotygin V. N., Pavlov D. A. Methodology of Structural–Functional Synthesis for the Small Spacecraft Onboard System Appearance // Stability and Control Processes. Cham: Springer Intern. Publ., 2022. P. 687–694.

6. Викторов Е. А., Бурлаков С. А., Якушенко С. А. и др. Научно-технические проблемы создания и применения группировок военных малых космических аппаратов связи для информационного обеспечения боевых действий // Междунар. журн. гуманитарных и естественных наук. 2023. № 3-2 (78). С. 6–11.

7. Pavlov A. N., Pavlov D. A., Kulakov A. Yu. et al. Investigation of the structural and functional reliability of the motion control and navigation system of a small spacecraft in the conditions of its multi-mode operation // Engineering Journal: Science and Innovation. 2021. № 11 (119).

8. Кирилин А. Н., Ахметов Р. Н., Шахматов Е. В. и др. Опытно-технологический малый космический аппарат „Аист-2Д“. Самара: СамНЦ РАН, 2023.

9. Гордеев А. В., Павлов А. Н., Умаров А. Б. и др. Задача планирования реконфигурации системы управления движением малого космического аппарата дистанционного зондирования Земли в условиях неизвестной циклограммы его функционирования // Тр. МАИ. 2022. № 126. С. 447–498.

10. Гордеев А. В., Воротягин В. Н., Павлов А. Н. Способ оперативного оценивания живучести многорежимных сложных объектов // Тр. МАИ. 2023. № 132.

11. Гордеев А. В., Павлов А. Н., Колесник Д. Ю. и др. Исследование потенциальных возможностей системы управления движением и навигации малого космического аппарата в условиях существенной неопределенности реализации режимов ориентации // Авиакосмическое приборостроение. 2023. № 8. С. 23–37.

12. Применение общего логико-вероятностного метода для анализа технических, военных организационно–функциональных систем и вооруженного противоборства: Монография / В. И. Поленин, И. А. Рябинин, С. К. Свирин, И. А. Гладкова; под ред. А. С. Можаева. СПб: Рег. отд. РАЕН, 2011. 416 с.

13. Зеленцов В. А., Павлов А. Н. Распределение требований к надежности функциональных элементов бортового оборудования космического аппарата с учетом возможности их реализации // Авиакосмическое приборостроение. 2022. № 12. С. 3–13.

14. Спесивцев А. В., Павлов А. Н. Особенности выбора факторного пространства при оценивании и прогнозировании состояния сложного объекта // Изв. вузов. Приборостроение. 2022. Т. 65, № 12. С. 920–924.

15. Алёшин Е. Н., Павлов А. Н., Павлов Д. А. и др. Модель планирования выполнения комплекса операций обработки информации в неоднородной распределенной системе с учетом многорежимности ее функционирования // Тр. ВКА им. А. Ф. Можайского. 2022. № 683. С. 13–20.