Инструменты пользователя

Инструменты сайта


sim_earth

Имитатор Земли

Имитатор Земли - земной глобус, обеспечивающий:

  • геометрически - масштабированный внешний вид Земли, видимый с борта спутника, диаметром 130 см.
  • кинематику движения спутника по подспутниковой трассе вдоль экваториальной орбиты - или в реальном времени, или с использованием обоснованного масштабирования (ускорение, замедление времени),

условия съемки определенных участков поверхности аналогично и в тех же терминах, что и съемка реальной земной поверхности спутниками ДЗЗ (время, орбитальные параметры, координаты точки, координаты региона);

  • условия связи с «землей» (наземными измерительными пунктами – НИПами) по телеметрической и телекомандной радиолинии, когда наземный пункт оказывается в зоне геометрической радиовидимости борта – включаются светодиоды соответствующей «наземной станции»;
  • условия передачи данных «на землю» по высокоскоростному каналу связи, когда наземный пункт оказывается в зоне геометрической радиовидимости борта.

Спутник «летит по околоземной орбите», а по сути - висит на струне в имитируемом «геомагнитном» поле (внутри токовой рамки) и поворачивается в горизонтальной плоскости на нити - или свободно, или под действием бортовой системы управления, запрограммированной пользователем - в то время, как глобус Земли перед ним равномерно вращается, имитируя движение аппарата по экваториальной орбите. Требуемый для съемки участок поверхности глобуса в районе экватора глобуса рано или поздно оказывается перед повешенным аппаратом, и задача системы управления спутника - к этому моменту сориентировать и стабилизировать спутник на подвесе, направив поле зрения камеры с необходимой точностью на интересующий участок, снять его и затем передать данные съемки «на Землю» пользователю, сопровождая эту возможность ориентацией лазерной указки на требуемый «наземный» пункт приема.

Управление Глобусом осуществляется через порт USB ПК, в задачи которого входит управление вращением глобуса, а также управление сетью «наземных» (на поверхности глобуса) центров приема и обработки телеметрии (НИП), а также «поверхностных» центров приема высокоскоростной информации. Эти центры размещены на поверхности «Земли» в заранее известных, заданных и неизменных во времени географических точках.

Условия связи с «Землей» по телеметрической и телекомандной радиолинии имитируются путем расчета, когда тот или иной НИП на поверхности глобуса находится в зоне геометрической радиовидимости с подвешенным на струне бортом, и выдачи соответствующей команды на включение или выключение радиоприемника этого наземного пункта. После включения наземный пункт по умолчанию находится в режиме приема данных (телеметрии).

Условия передачи данных с борта на «Землю» (фотоприемник на поверхности глобуса) по высокоскоростному каналу связи имитируются с использованием засветки и удержания бортовым лазерным лучом указки заданного маркера на поверхности вращающегося глобуса. Факт засветки фотодиода на поверхности глобуса в течение заданного интервала времени является признаком нормальной ориентации «борта» на «Землю», после чего данные с борта передаются по обычному каналу Wi-Fi все время, пока лазерный источник подсвечивает необходимый маркер.

Основные характеристики глобуса:

  • диаметр 130 см.
  • масса всего имитатора (глобус и спрятанный внутри привод с системой управления) 40 кг,
  • масса глобуса 20 кг, материал глобуса - прочный стеклопластик,
  • хорошая контрастность покрытия глобуса,
  • карта с видом Земли из космоса и сеткой из параллелей и меридианов
  • вертикальная ось вращения глобуса,
  • скорость вращения глобуса может плавно или ступенчато регулироваться от ПК от 0 до 1 об/мин, максимальная погрешность поддержания скорости вращения не больше +-2%; на турнире скорость вращения будет выставлена равной 0.2 об/мин,
  • все привода, электроника и прочее – расположены внутри глобуса,
  • глобус подключается к розетке 220 В и к порту USB управляющего ПК

Характеристики системы управления глобусом:

  • одноосный электропривод
  • драйвер привода и плата управления драйвером
  • подключение к компьютеру по интерфейсу USB
  • система управления «наземными» пунктами телеметрии, а также фотодиод для детектирования света лазерной указки «борта».

Все геометрические параметры глобуса, кинематические параметры его вращения согласованы с возможностями динамической системы бортовой системы управления макета спутника (быстродействие, точность, число степеней свободы, время непрерывной работы) + подвес спутника, а также с возможностями бортовой полезной нагрузки (поле зрения, время экспозиции, условия освещенности, скорость передачи данных), используемой в составе макета для получения специальной информации.

Постановка задач, формулируемых для решения рабочими группами с использованием стенда, также должна быть согласована с возможностями и ограничениями системы «стенд + макет» и учитывать возможные известные, заранее четко сформулированные, ограничения. Эти ограничения, тем не менее, не должны оказывать влияния на «физичность» исследуемых в составе стенда явлений и принципов, лежащих в основе теории и практики управления реальным спутником на околоземной орбите.

Система «стенд+макет» должна также давать возможность вариации начальных условий при проведении эксперимента, тем самым обеспечив пользователей разными вариантами заданий одинаковой сложности, а также возможностью выбора нескольких альтернативных путей решения поставленной задачи.

sim_earth.txt · Последние изменения: 2015/11/02 07:10 — stepanov