Децентрализованное управление движением роя малых космических аппаратов для удержания коммуникационной связности

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Предложено управление движением роя малых космических аппаратов после кластерного запуска для удержания аппаратов в заданной области и обеспечения межспутниковой связи. Целью алгоритма управления движением является устранение среднего параметра дрейфа и достижение требуемого сдвига относительной траектории вдоль трансверсали. На основе линейной модели относительного движения проведено аналитическое исследование предложенного алгоритма движения. С помощью численного моделирования орбитального движения спутников в рое была проведена верификация аналитических результатов.

全文:

受限制的访问

作者简介

У. Монахова

Институт прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН

编辑信件的主要联系方式.
Email: danilivanovs@gmail.com
俄罗斯联邦, Москва

С. Шестаков

Институт прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН

Email: danilivanovs@gmail.com
俄罗斯联邦, Москва

Я. Маштаков

Институт прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН

Email: danilivanovs@gmail.com
俄罗斯联邦, Москва

Д. Иванов

Институт прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН

Email: danilivanovs@gmail.com
俄罗斯联邦, Москва

参考

  1. Baranov A. A. Change of spacecraft position in a satellite system // Cosmic Research. 2008. V. 46. Iss. 3. P. 215–218. https://doi.org/10.1134/S0010952508030040
  2. Ivanov D., Ovchinnikov M., Sakovich M. Relative Pose and Inertia Determination of Unknown Satellite Using Monocular Vision // Intern. J. Aerospace Engineering. 2018. Article ID 9731512. P. 1–16. https://doi.org/10.1155/2018/9731512
  3. D’Amico S., Ardaens J.-S., Gaias G. et al. Noncooperative Rendezvous Using Angles-Only Optical Navigation: System Design and Flight Results // J. Guidance, Control, and Dynamics. 2013. V. 36. Iss. 6. P. 1576–1595. https://doi.org/10.2514/1.59236
  4. Matsuka K., Feldman A. O., Sorina Lupu E. et al. Decentralized formation pose estimation for spacecraft swarms // Advances in Space Research. 2021. V. 67. Iss. 11. P. 3527–3545. https://doi.org/10.1016/j.asr.2020.06.016
  5. Kruger J., D’Amico S. Autonomous angles-only multitarget tracking for spacecraft swarms // Acta Astronautica. 2021. V. 189. Iss. 6. P. 514–529. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2021.08.049
  6. Jasiobedzki P., Se S., Pan T. et al. Autonomous satellite rendezvous and docking using lidar and model based vision // Proc. of SPIE – The International Society for Optical Engineering. Spaceborne Sensors. 2005. V. 5798. P. 54–65. https://doi.org/10.1117/12.604011
  7. Kahr E., Roth N., Montenbruck O. et al. GPS relative navigation for the CanX-4 and CanX-5 formation-flying nanosatellites // J. Spacecraft and Rockets. 2018. V. 55. Iss. 6. P. 1545–1558. https://doi.org/10.2514/1.A34117
  8. Ivanov D., Ovchinnikov M. Constellations and formation flying // Cubesat Handbook. Elsevier, 2021. P. 135–146. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-817884-3.00006-0
  9. Rajan R. T., Ben-Maor Sh., Kaderali Sh. et al. Applications and Potentials of Intelligent Swarms for magnetospheric studies // Acta Astronautica. 2022. V. 193. P. 554–571. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2021.07.046
  10. Foust R. C., Lupu E. S., Nakka Ya. et al. Autonomous in-orbit satellite assembly from a modular heterogeneous swarm // Acta Astronautica. 2020. V. 169. P. 191–205. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2020.01.006
  11. Colombo C., McInnes C. Orbit design for future SpaceChip swarm missions in a planetary atmosphere // Acta Astronautica. 2012. V. 75. P. 25–41. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2012.01.004
  12. Voronina M. Y., Shirobokov M. G. The Method of Determination of the Gravitational Field Model of an Asteroid Using a Group of Small Spacecrafts // Cosmic Research. 2022. V. 60. Iss. 3. P. 185–193. https://doi.org/10.1134/S0010952522030091
  13. Sabatini M., Palmerini G. B., Gasbarri P. Control laws for defective swarming systems // Adv. Astronaut. Sci. 2015. V. 153. P. 749–768.
  14. Shirobokov M. G., Trofimov S. P. Adaptive Neural Formation-Keeping Control for Satellites in a Low-Earth Orbit // Cosmic Research. 2021. V. 59. Iss. 6. P. 501–516. https://doi.org/10.1134/S0010952521060113
  15. Ivanov D., Monakhova U., Ovchinnikov M. Nanosatellites swarm deployment using decentralized differential drag-based control with communicational constraints // Acta Astronautica. 2019. V. 159. P. 646– 657. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2019.02.006
  16. Monakhova U., Ivanov D., Mashtakov Ya., Shestakov S. Approaches to studying the performance of swarm decentralized control algorithms // Proc. Intern. Astronaut. Congr. International Astronautical Federation. 2021. V. C1. Art. ID 66330. P. 261–269.
  17. Дадашев Р. Р., Шестаков С. А. Методика управления группой спутников на основе коммуникационных графов: препринт. М.: ИПМ им. М. В. Келдыша, 2022. № 90. 32 c. https://doi.org/10.20948/prepr-2022-90
  18. Hill G. W. Researches in Lunar Theory // Am. J. Math. 1878. V. 1. P. 5–26. https://www.jstor.org/stable/2369430
  19. Clohessy W. H., Wiltshire R. S. Terminal Guidance System for Satellite Rendezvous // J. Astronautica. Sci. 1960. V. 27. Iss. 9. P. 653–678. https://doi.org/10.2514/8.8704
  20. Mashtakov Y., Ovchinnikov M. Yu., Petrovaet T. et al. Two-satellite formation flying control by cell-structured solar sail // Acta Astronautica. 2020. V. 170. P. 592–600. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2020.02.024
  21. Барбашин Е. А. Введение в теорию устойчивости. М.: Наука, 1967. 350 c.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Orbital coordinate system.

下载 (8KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Example of satellite trajectory at non-zero parameter Ci.

下载 (40KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Visibility area of the i-th MCA.

下载 (10KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Relative trajectories of MCA motion during control implementation.

下载 (38KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Values of relative drift parameters.

下载 (33KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Realised control value.

下载 (25KB)
索引源数据
8. Fig. 7. Magnitudes of relative shifts.

下载 (33KB)
索引源数据
9. Fig. 8. Degrees of vertices in a graph.

下载 (31KB)
索引源数据
10. Fig. 9. Value

下载 (30KB)
索引源数据
11. Fig. 10. Relative motion trajectories.

下载 (43KB)
索引源数据
12. Fig. 11. Values of relative drift parameters.

下载 (24KB)
索引源数据
13. Fig. 12. Number of connectivity components.

下载 (23KB)
索引源数据
14. Fig. 13. Magnitudes of relative shifts.

下载 (32KB)
索引源数据
15. Fig. 14. Relative number of devices in the largest subgroup.

下载 (13KB)
索引源数据
16. Fig. 15. Number of subgroups.

下载 (13KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024