RUDN Journal of Engineering ResearchRUDN Journal of Engineering ResearchВестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования2312-81432312-8151Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)2754910.22363/2312-8143-2021-22-2-172-183ArticlesСтатьиResearch ArticleMethodology for creating software and mathematical support for modeling the spacecraft dynamic operationsМетодика создания программно-математического обеспечения для отработки проведения динамических операций космических аппаратовMalyshevVeniamin V.МалышевВениамин Васильевич

Head of the Department of System Analysis and Management, Doctor of Technical Sciences, Professor

заведующий кафедрой системного анализа и управления, доктор технических наук, профессор

veniaminmalyshev@mail.ru5242-3413StarkovAlexander V.СтарковАлександр Владимирович

Professor of the Department of System Analysis and Management, Doctor of Technical Sciences

профессор кафедры системного анализа и управления, доктор технических наук

starkov@goldstar.ru6119-3614FedorovAlexander V.ФедоровАлександр Викторович

Associate Professor of the Department of System Analysis and Management, Candidate of Technical Sciences

доцент кафедры системного анализа и управления, кандидат технических наук, доцент

alexanderf@mail.ruTrishinAlexey A.ТришинАлексей Александрович

Student of the Department of Information and Control Systems of Aircraft

студент кафедры информационно-управляющих комплексов летательных аппаратов

trishin0202@mail.ruMoscow Aviation Institute (National Research University)Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)02102021222VOL 22, NO2 (2021)ТОМ 22, №2 (2021)17218302102021Copyright ©; 2021, Malyshev V.V., Starkov A.V., Fedorov A.V., Trishin A.A.Copyright ©; 2021, Малышев В.В., Старков А.В., Федоров А.В., Тришин А.А.2021Malyshev V.V., Starkov A.V., Fedorov A.V., Trishin A.A.Малышев В.В., Старков А.В., Федоров А.В., Тришин А.А.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.rudn.ru/engineering-researches/article/view/27549

The basis for ensuring a high level of reliability and safety in dynamic operations is a comprehensive experimental development of products in conditions as close to the real conditions of operation as possible with the use of mathematical and simulation modeling. The technical task of conducting dynamic operations in orbit is analyzed, which in turn boils down to two basic: bringing the initial state of the spacecraft grouping into a given area of space and performing maneuvers in a given area of space during the active life. These management tasks and terminal requirements are considered to be initial in relation to the stochastic and minimax approaches that are offered for use in the construction of working algorithms. The method of developing a software-modeling complex of the decisive task of developing the means of conducting dynamic operations of the spacecraft has been proposed. The application is illustrated by examples.

Основой обеспечения высокого уровня надежности и безопасности при проведении динамических операций является всесторонняя экспериментальная отработка изделий в условиях, максимально приближенных к реальным условиям функционирования с применением математического и имитационного моделирования. Анализируется техническая задача проведения динамических операций на орбите, которая, в свою очередь, сводится к двум базовым: приведение начального состояния космического аппарата группировки в заданную область пространства и выполнение маневров в заданной области пространства в течение срока активного существования. Перечисленные постановки задач управления и терминальные требования рассматриваются как первоначальные по отношению к стохастическому и минимаксному подходам, которые предлагаются для применения при построении рабочих алгоритмов. Предложена методика разработки программно-моделирующего комплекса, решающего задачи отработки средств проведения динамических операций КА. Применение иллюстрируется на примерах.

spacecraftoptimal controldynamic operationssynthesiscircular orbithighly elliptical orbittechniquesafetymathematical modelкосмический аппаратоптимальное управлениединамические операциисинтезкруговая орбитавысокоэллиптическая орбитаметодикабезопасностьматематическая модельRazoumny VYu, Baranov AA, Razoumny YuN. Satellite constellation design of on-orbit servicing space system for GLOBALSTAR satellites. RUDN Journal of Engineering Researches. 2019;20(2):111—122. (In Russ.) doi: 10.22363/2312-8143-2019-20-2-111-122Разумный В.Ю., Баранов А.А., Разумный Ю.Н. Проектирование орбитального построения космической системы для обслуживания космических аппаратов системы Globalstar // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2019. Т. 20. № 2. С. 111-122. doi: 10.22363/2312-8143-2019-20-2-111-122Sukhoi YuG. Korrekcii orbit geostacionarnyh sputnikov: V 3-h chastyah. CHast’ 1. Osobennosti upravleniya orbital’nym dvizheniem i vozmushcheniya orbit geostacionarnyh sputnikov: Posobie dlya specialistov [Correction of the orbits of geostationary satellites: In 3 parts. Part 1. Features of orbital motion control and perturbation of the orbits of geostationary satellites: A manual for specialists]. Moscow: Sputnik+ Publ.; 2011. (In Russ.)Сухой Ю.Г. Коррекции орбит геостационарных спутников: в 3 частях. Ч. 1: Особенности управления орбитальным движением и возмущения орбит геостационарных спутников: пособие для специалистов. М.: Спутник+, 2011.Malyshev VV, Starkov AV, Fedorov AV. Orbital corrections of space vehicles while performing dynamic operations. Journal of Computer and Systems Sciences International. 2013;52(2):313—325.Малышев В.В., Старков А.В., Федоров А.В. Орбитальные коррекции космических аппаратов при выполнении динамических операций // Известия РАН. Теория и системы управления. 2013. № 2. С. 154-166.Malyshev VV, Starkov AV, Tolstenkov PS, Fedorov AV. Methods for maintaining the structure of the high-orbit constellation of spacecraft to compensate for the deterioration of its functionality. Cosmonautics and rocket engineering. 2017;2(95):37—45. (In Russ.)Малышев В.В., Старков А.В., Толстенков П.С., Фёдоров А.В. Методы поддержания параметров структуры высокоорбитальной группировки космических аппаратов для компенсации ухудшения ее функциональных возможностей // Космонавтика и ракетостроение. ЦНИИмаш. 2017. № 2 (95). С. 37-45.Malyshev VV, Bobronnikov VT, Starkov AV. The joint solution of problem of evasion and keeping in a neighborhood reference orbit. Advances in the Astronautical Sciences. CA, USA: Univelt Inc. 2020;170:433—442.Zay Yar Win, Malyshev V.V., Bobronnikov V. T., Starkov A.V. The joint solution of problem of evasion and keeping in a neighborhood reference orbit // Advances in the Astronautical Sciences. CA, USA: Univelt Inc., 2020. Vol. 170. P. 433-442Malyshev VV, Starkov AV. Development of programmodeling complex methodology for dynamic spacecraft operations and its means of testing. Trudy MAI. 2012;57:8. (In Russ.)Малышев В.В., Старков А.В., Федоров А.В. Методика разработки программно-моделирующего комплекса для отработки средств проведения динамических операций космических аппаратов // Труды МАИ. 2012. № 57. C. 8.