ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2023. №6
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.6.3
Разработка обобщенного алгоритма расчета
энергетических характеристик
электронно-оптических компонентов
лазерной НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ,
функционирующей в условиях космического вакуума
В.В. Еремук 1, Б.П. Папченко 1, А.Г. Коробейников 2,
В.А. Ромашов 1, В.К. Сысоев 3, А.О. Дмитриев3, Д.К. Хегай 1
1 Университет ИТМО, 197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., 49
2 Санкт-Петербургский филиал Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В.Пушкова РАН,
199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 5Б
3 АО «НПО Лавочкина», 141400, Химки, ул. Ленинградская, д. 24
Статья поступила в редакцию 24 июня 2022 г.
Аннотация. В статье выделены компоненты лазерной навигационной системы, выполнен их анализ. Построена математическая модель лазерной навигационной системы, образованной источником излучения, средой передачи (космический вакуум) и приемником. Построена методика оценки энергетических характеристик светочувствительной матрицы приемника орбитального аппарата. На основе построенной методики разработан алгоритм расчета энергетических характеристик электронно-оптических компонентов налунного маяка по заданным энергетическим характеристикам светочувствительной матрицы и оптической системы орбитального аппарата. Приведены примеры практических расчетов для лунного дня и лунной ночи. Выполнена проверка корректности результатов, полученных в примерах расчетов. Разработанный в ходе исследования алгоритм может быть использован для выбора электронно-оптических компонентов в ходе решения задачи создания навигационной системы на основе лазерных маяков. Объект исследования: лазерная навигационная система, функционирующая в условиях космического вакуума. Предмет исследования: обобщенный алгоритм расчета энергетических характеристик электронно-оптических компонентов лазерной навигационной системы, функционирующей в условиях космического вакуума. Основные результаты: обобщенный алгоритм расчета энергетических характеристик электронно-оптических компонентов лазерной навигационной системы и входящая в его состав математическая модель навигационной системы, образованной источником излучения, средой передачи (космический вакуум) и приемником.
Ключевые слова: лазерная навигационная система, оптический лазерный маяк, оценка характеристик светочувствительной матрицы, оценка характеристик лазерного источника.
Финансирование: работа выполнена в Университете ИТМО при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ, госзадание 2019–0898.
Автор для переписки: Еремук Владимир Вадимович, polar.vl@yandex.ru
Литература
1. Багров А.В. и др. Глобальная оптическая навигационная система для Луны. Труды МАИ. 2018. №.99. С.6.
2. Багров А.В. и др. Двухволновая оптическая лунная навигационная система. Труды МАИ. 2020. №.112. С.13. https://doi.org/10.34759/trd-2020-112-13
3. Чеботарев В.Е. Лунная информационно-навигационная обеспечивающая система. Наукоемкие технологии. 2018. Т.19. №12. С.77-81. https://doi.org/10.18127/j19998465-201812-13
4. Голяков А.Д., Ричняк А.М. Исследование отказоустойчивости оптико-электронной навигационной системы автономного космического аппарата. Труды МАИ. 2021. №.117. https://doi.org/10.34759/trd-2021-117-20
5. Багров А.В. и др. Построение оптической лунной навигационной системы на базе космических аппаратов АО «НПО Лавочкина». Космическая техника и технологии. 2019. №.4(27). С.12-26. https://doi.org/10.33950/spacetech-2308-7625-2019-4-12-26
6. Чеботарев В.Е., Кудымов В.И., Коняев А.В. Земные навигационные технологии в селенодезическом обеспечении. Космические аппараты и технологии. 2018. №.2(24). С.79-83. https://doi.org/10.26732/2618-7957-2018-2-79-83
7. Багров А.В., Дмитриев А.О., Леонов В.А., Москатиньев И.В., Сысоев В.К. Двухволновая оптическая лунная навигационная система. Труды МАИ. 2020. №112. С.13. https://doi.org/10.34759/trd-2020-112-13
8. Дмитриев А.О., Москатиньев И.В., Нестерин И.М., Сысоев В.К. Анализ вариантов навигационных систем для Луны. Труды МAИ. 2021. №118. С.9. https://doi.org/10.34759/trd-2021-118-09
9. Гришенцев А.Ю., Коробейников А.Г., Бондаренко И.Б. К вопросу о сверхразрешении чувствительных матриц. Журнал радиоэлектроники. 2016. №.10. С.12.
10. Estornell, J., Martí-Gavilá, J.M., Sebastiá, M.T., González, J.A. Mathematical modelling applied to LiDAR data. Modelling in Science Education and Learning. 2013. №6. P.109-118. http://doi.org/10.4995/msel.2013.1988
11. Торшина И.П., Якушенков Ю.Г. Выбор приемника излучения при проектировании оптико-электронного прибора. Москва, Издательство МИИГАиК. 2017. 56 с.
12. Al‐Nahhal M., Ismail T. Enhancing spectral efficiency of FSO system using adaptive SIM/M‐PSK and SIMO in the presence of atmospheric turbulence and pointing errors. International Journal of Communication Systems. 2019. V.32. №.9. P.3942. https://doi.org/10.1002/dac.3942
13. Oaida B.V. et al. Optical link design and validation testing of the Optical Payload for Lasercomm Science (OPALS) system. Free-Space Laser Communication and Atmospheric Propagation XXVI – International Society for Optics and Photonics. 2014. V.8971. P.235-249. https://doi.org/10.1117/12.2045351
14. Nguyen T.N.T. Laser beacon tracking for free-space optical communication on small-satellite platforms in low-earth orbit. PhD thesis. Massachusetts Institute of Technology. 2015. 94 p. http://doi.org/1721.1/101446
15. Якимов А.В. Физика шумов и флуктуации параметров: Электронное учебное пособие. Нижний Новгород, Нижегородский госуниверситет, 2013. 85 с.
16. Коржик В.И. и др. Расчет помехоустойчивости систем передачи дискретных сообщений. Москва, Радио и связь. 1981. 231 с.
17. Вахромеева О.С., Манцветов А.А., Шиманская К.А. Характеристики чувствительности телевизионных камер на матричных приборах с зарядовой связью. Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2004. №. 4. С. 25-35.
Для цитирования:
Еремук В.В., Папченко Б.П., Коробейников А.Г., Ромашов В.А., Сысоев В. К., Дмитриев А.О., Хегай Д.К. Разработка обобщенного алгоритма расчета энергетических характеристик электронно-оптических компонентов лазерной навигационной системы, функционирующей в условиях космического вакуума. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2023. №6. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.6.3