ПМО визуализации траектории спуска

Постановка задачи:

1) Разработка программного обеспечения для визуализации траектории спуска ТПК «Союз ТМА» и ТПК «Союз ТМА-М».

2) По результатам исследования точностных характеристик СУС ТК «Союз ТМА» построить круг рассеивания точек посадки СА.

3) Разработка графической формы для основного витка посадки ТПК «Союз ТМА» и ТПК «Союз ТМА-М».

Составные части программы:

Главное окно программы:

Рис. 3.2 Основная форма.

Основная форма программы состоит из двух областей: в первой отображается стандартная баллистическая форма 516D, а вторая область, служит для контроля вывода на экран широты и долготы трассы спуска.

Также для улучшения интерфейса, в программе есть главное меню, через которое можно открыть нужную форму и посмотреть карту районов посадки. Вид главного окна программы после открытия формы 516D представлен на рис.3.3.

Рис.3.3 Главное окно после открытия формы 516D.

Описание стандартной баллистической формы 516D.

Форма 516D содержит информацию о траектории ТПК «Союз ТМА» и ТПК «Союз ТМА-М» на последнем витке полета. Для автоматического управляемого спуска вывод информации происходит с шагом в 30с. Для баллистического спуска – с шагом 2мин.

516-2270-003-123

Ф-516 СОЮЗ ТМА-М BИTОK 2628 (01) ДATA 16.03.11 HУ-27

CПУCK CKД-ИKB-ИCK-AУC ИMП=115,20 M/C TДУ=0256,0C C БО

KPEH ЛEBЫЙ

BPEMЯ BЫCОTA ШИPОTA ДОЛГОTA УДAЛEHИE CKОPОCTЬ

09.54.30 362,3 -37.40 322.49 14075 7,379

09.55.00 361,6 -36.26 324.35 13866 7,366

09.55.30 360,9 -35.10 326.18 13657 7,354

09.56.00 360,0 -33.53 327.57 13448 7,342

09.56.30 359,0 -32.34 329.33 13240 7,330

09.57.00 357,7 -31.14 331.05 13032 7,318

09.57.30 356,3 -29.52 332.35 12825 7,307

09.58.00 354,5 -28.30 334.02 12617 7,295

09.58.30 352,5 -27.07 335.27 12410 7,289

09.59.00 350,2 -25.42 336.49 12203 7,292

09.59.30 347,6 -24.17 338.09 11996 7,295

10.00.00 344,9 -22.51 339.27 11788 7,299

10.00.30 341,9 -21.24 340.44 11581 7,302

10.01.00 338,8 -19.56 341.59 11373 7,306

10.01.30 335,4 -18.27 343.13 11165 7,310

10.02.00 331,9 -16.58 344.25 10957 7,315

10.02.30 328,1 -15.28 345.36 10748 7,319

10.03.00 324,2 -13.58 346.46 10540 7,324

10.03.30 320,1 -12.27 347.55 10331 7,329

10.04.00 315,8 -10.55 349.04 10122 7,334

10.04.30 311,3 -09.23 350.12 09912 7,340

10.05.00 306,7 -07.51 351.19 09702 7,345

10.05.30 301,9 -06.18 352.25 09492 7,351

10.06.00 296,9 -04.45 353.32 09282 7,357

10.06.30 291,8 -03.12 354.38 09072 7,363

10.07.00 286,6 -01.39 355.44 08861 7,370

10.07.30 281,2 -00.05 356.50 08649 7,376

10.08.00 275,7 +01.29 357.56 08438 7,383

10.08.30 270,1 +03.03 359.03 08226 7,390

10.09.00 264,3 +04.37 000.09 08013 7,397

10.09.30 258,5 +06.11 001.17 07800 7,404

10.10.00 252,5 +07.45 002.24 07587 7,411

10.10.30 246,5 +09.19 003.33 07373 7,418

10.11.00 240,4 +10.53 004.42 07159 7,426

10.11.30 234,1 +12.26 005.53 06945 7,433

10.12.00 227,8 +14.00 007.04 06730 7,441

10.12.30 221,5 +15.33 008.16 06515 7,449

10.13.00 215,0 +17.06 009.30 06299 7,457

10.13.30 208,5 +18.38 010.46 06083 7,465

10.14.00 202,0 +20.11 012.03 05866 7,473

10.14.30 195,4 +21.42 013.22 05649 7,481

10.15.00 188,8 +23.13 014.43 05431 7,489

10.15.30 182,2 +24.43 016.06 05213 7,497

10.16.00 175,5 +26.13 017.31 04995 7,505

10.16.30 168,8 +27.41 019.00 04776 7,513

10.17.00 162,2 +29.09 020.31 04556 7,522

10.17.30 155,5 +30.36 022.04 04336 7,530

10.18.00 148,8 +32.01 023.42 04115 7,538

10.18.30 142,2 +33.25 025.22 03894 7,546

10.19.00 135,5 +34.48 027.07 03673 7,555

10.19.30 128,9 +36.09 028.55 03451 7,563

10.20.00 122,4 +37.28 030.48 03228 7,571

10.20.30 115,9 +38.45 032.45 03005 7,579

10.21.00 109,4 +40.00 034.47 02782 7,587

10.21.30 103,0 +41.13 036.54 02558 7,594

10.22.00 096,6 +42.23 039.06 02334 7,601

10.22.30 090,4 +43.30 041.23 02109 7,606

10.23.00 084,2 +44.35 043.46 01884 7,605

10.23.30 078,2 +45.35 046.15 01659 7,589

10.24.00 072,5 +46.32 048.48 01434 7,541

10.24.30 066,9 +47.25 051.26 01212 7,427

10.25.00 061,8 +48.13 054.04 00994 7,192

10.25.30 056,9 +48.57 056.40 00786 6,780

10.26.00 052,4 +49.35 059.08 00593 6,156

10.26.30 048,1 +50.08 061.22 00422 5,336

10.27.00 043,9 +50.35 063.16 00279 4,336

10.27.30 039,5 +50.53 064.48 00166 3,264

10.28.00 033,7 +51.02 065.55 00087 2,159

10.28.30 027,6 +51.04 066.37 00039 1,169

10.29.00 021,8 +51.03 066.57 00015 0,562

10.29.30 015,6 +51.02 067.06 00004 0,305

10.29.56 010,7 +51.01 067.09 00000 0,215

ПEPEXОД HA БAЛЛИCTИЧECKИЙ CПУCK

10.22.00 096,6 +42.23 039.06 02334 7,601

10.24.00 071,9 +46.32 048.48 01434 7,543

10.26.00 044,3 +49.26 059.01 00608 5,500

10.28.02 010,7 +50.03 062.06 00374 0,208

После открытия и распознавания формы 516D, появляется возможность сразу посмотреть на трассу спуска, для этого нужно нажать кнопку «Карта» на главной форме программы или в главном меню. После этого появится трасса спуска на территории Казахстана, с указанием района падения, а также с кругом рассеивания равным 20км (рис.3.4).

Рис.3.4 Трасса спуска.

В верхней части карты располагается название корабля, для которого была посчитана спусковая форма.

Для контроля построения трассы спуска, есть возможность использовать другую карту (Рис. 3.5)

Рис 3.5 Карта для проверки.

Для просмотра графической формы (рис.3.6), необходимо кликнуть на карте по району посадки.

Рис. 3.6 Графическая форма

Графическая форма состоит из 3-х основных частей:

1. Верхняя часть с картой трассы спуска и кругом рассеивания 20км.

2. Левая нижняя часть с подробной картой района посадки и кругом рассеивания 20км.

3. Правая нижняя часть, в которой находится стандартная баллистическая форма 515, а также дополнительные сведения для посадочной комиссии.

Для открытия формы 515 предусмотрено главное меню, в котором есть возможность выбора нужной формы. Также предусмотрено редактирование, как самой формы, так и дополнительной информации.

2.5 Описание стандартной баллистической формы 515.

Форма 515 содержит данные об этапах спуска КА типа «Союз ТМА» и «Союз ТМА-М». Выдается на штатный спуск и досрочные спуски на 2-3 витках.

Форма 515 имеет следующий вид:

515-2160-029-001

Ф-515 СОЮЗ ТМА-20 BИTОK 1684 (01) ДATA 15.01.11 HУ-16

CПУCK CKД-ИKB-ИCK-AУC ИMП=115,20 M/C TДУ=0259,7C C БО KPEH ЛEBЫЙ

BPEMЯ BЫCОTA ШИPОTA ДОЛГОTA CKОPОCTЬ ПEPEГP

BKЛЮЧEHИE ДУ 10.07.35 368,4 -41.44 318.53 7,385 0,00

ВЫКЛЮЧЕНИЕ ДУ 10.11.55 360,4 -31.03 334.04 7,282 0,05

PAЗДEЛEHИE ОT ПBУ 10.32.54 140,0 +32.17 026.47 7,551 0,00

ВХОД B ATMОCФEPУ 10.35.51 101,7 +40.05 037.43 7,598 0,00

НАЧАЛО УППАВЛEHИЯ 10.37.33 080,5 +44.03 045.22 7,601 0,08

MAKC. ПEPEГPУЗKA 10.42.03 037,2 +50.38 065.16 2,871 4,04

КОМ. НА BBОД ОCП 10.44.17 010,7 +50.56 067.10 0,221 1,25

ПОCAДKA 10.59.17 000,0 +50.56 067.10 0,000 1,00

BBОД ОCП ПPИ БC 10.42.19 010,7 +49.27 061.58 0,209 1,30

УДAЛEHИE TП ОT Г. APKAЛЫK 78 KM, AЗИMУT 014,2 ГPAД

BОCXОД CОЛHЦA B TП 06.28 ЗAXОД 14.54

Описание выполненной работы.

1) На первом этапе был осуществлен анализ стандартной баллистической формы 516D. Затем был написан модуль пересчета координат широты и долготы из формата «градусы, минуты» в формат «градусы, доли градуса». Затем была осуществлена проверка корректности перевода.

2) На втором этапе были выбраны карты для, наиболее подходящие для визуализации трассы спуска. На этом этапе была решена проблема перевода координат из гринвичской системы координат, в экранную. Для этого были использованы формулы перевода:

где Х,Y координаты в экранной СК, а x,y координаты в ГСК.

3) На третьем этапе было проанализировано рассеивание ТПК «Союз ТМА» и ТПК «Союз ТМА-М» при автоматическом управляемом спуске. Исходя из результатов исследования, а также руководствуясь принятыми нормативными документами, регламентирующими рассеивание точек посадки ТПК, был выбран круг рассеивания радиусом 20 км. После этого был написан модуль пересчета и изображения этого круга на карте, согласно методике, изложенной в п. 2)

4) На четвертом этапе был окончательно утвержден вид графической формы. Был написан модуль включения в нее формы 515 и окна с дополнительной информацией для посадочной комиссии.

5) Далее были включены в программу карты для всех районов посадки, а также карты, учитывающие направление бокового маневра СА. Также был доработан модуль графического отображения круга рассеивания на подробной карте района посадки.

6) Затем был написана процедура интерполяции функции полиномом Лагранжа, который имеет вид:

где

- заданная функция в узлах интерполяции t₀, t₁, …,t_m,

. (3.2)

Преобразуем (3.2) к виду, удобному для вычислений, считая, что .

Введем замену переменной:

,

тогда

,

Числитель примет вид:

.

Знаменатель примет вид:

.

Введем обозначения:

тогда

.

Для вычисления воспользуемся рекуррентными формулами:

, ,

, ,

(i=m-1, m-2, …, 1, 0).

7) На конечном этапе разработки было проведено тестирование программы для ТПК «Союз ТМА-19» для 4-х вариантов спуска и ТПК «Союз ТМА-М», на основном витке посадки.

Поиск по сайту: