Интеллектуализация технологического цикла навигационно-баллистического обеспечения управления КА

В. В. Бетанов

АО «РКС», г. Москва, Россия

Реализуемые в настоящее время технологические циклы (ТЦ) навигационно-баллистического обеспечения (НБО) управления КА должны удовлетворять принципам создания и использования космических технологий, а именно: системности, комплексности, оптимальности (рациональности), устойчивости, перспективности и оперативности.

Одновременно требование высокого уровня автоматизации контура НБО предполагает применение повышенной степени интеллектуальной составляющей, в частности, комбинированных расчетно-логических и экспертных систем, ориентированных на вычислительные алгоритмы с осуществлением хранения уникальных знаний и данных в области предметной составляющей космической техники.

Особенная важность отмеченного обстоятельства связана с максимальной надежностью выполнения предполагаемых операций контура навигационно-баллистического обеспечения в условиях нештатных ситуаций, вызванных, например, изменениями внешних условий и требований на решение рассматриваемых задач; ограниченностью объема выборки измерений текущих навигационных параметров (ИТНП) при реализации штатной схемы радиоконтроля орбиты, обусловленный наличием непригодных для определения параметров движения сеансов ИТНП; несоответствием расчетного пространственно-временного перемещения центра масс КА реальному и др.

При этом разработчики программно-математических комплексов НБО должны предусмотреть разработку и применение на практике систем искусственного интеллекта, позволяющие получать, в частности, удовлетворительные искомые решения, использующие в качестве метода (или алгоритма) решения эвристический поиск, реализующий неточные знания в сложившихся обстоятельствах.

Как правило, в этих случаях могут (и должны) использоваться гибридные экспертные системы (ЭС), нейронные сети с когнитивной графикой. Особое внимание специалистов должно быть уделено адаптивным информационным системам, а также технологиям, использующим адаптивно-игровые подходы. Имея в виду то обстоятельство, что экспертные системы предназначены для так называемых неформализованных задач, однако ЭС не отвергают и не заменяют традиционного подхода к разработке программ, ориентированных на решение формализованных задач. Неформализованные задачи обычно обладают следующими особенностями:

• ошибочностью, неоднозначностью, неполнотой и противоречивостью исходных данных НБО;
• ошибочностью, неоднозначностью, неполнотой и противоречивостью знаний о проблемной области и решаемой задаче НБО;
• большой размерностью пространства решения, т. е. перебор при поиске решения весьма велик;
• динамически изменяющимися данными и знаниями.

Экспертные системы применяются для решения только трудных практических задач. По качеству и эффективности решения экспертные системы не уступают решениям эксперта-человека. Решения экспертных систем обладают «прозрачностью», т. е. могут быть объяснены пользователю на качественном уровне. Это качество экспертных систем обеспечивается их способностью рассуждать о своих знаниях и умозаключениях.

ЭС способны пополнять свои знания в ходе взаимодействия с экспертом. Необходимо отметить, что в настоящее время технология экспертных систем используется для решения различных типов задач (интерпретация, предсказание, диагностика, планирование, конструирование, контроль, отладка, инструктаж, управление) в самых разнообразных проблемных областях, таких, как оперативное навигационно-баллистическое обеспечение сложных динамических объектов.

В докладе обсуждаются примеры из практики НБО применения ЭС для принятия решений в процессе технологического цикла, а именно:

1. Решение обобщенных некорректных задач навигационно-баллистического задач в технологическом цикле в силу:
   • ограниченного объема выборки ИТНП при оперативном определении параметров движения КА, обусловленного срывом штатной схемы реализации циклограммы проведения измерений;
   • ограниченной выборки ИТНП, обусловленное нештатными ситуациями, в рамках которых имело место реализация штатной схемы измерений;
   • несоответствия расчетного пространственно-временного перемещения центра масс КА реальному.
2. Реализация концепции гибридной технологии обеспечения функционирования информационных систем НБО в случае сбоев этапов решения отдельных задач, так называемые диагностические экспертные системы контроля функционирования программных комплексов НБО.
3. Решение вопросов планирования наземных средств управления летными испытаниями КА в различных условиях обстановки для повышения качества и оперативности выполнения работ.