К вопросу об обновлении методических указаний для расчёта звёздного времени применительно к бесплатформенным астроинерциальным навигационным системам

Н. Н. Василюк, И. С. Каютин

ООО «НПК «Электрооптика», г. Москва, Россия

Бесплатформенная астроинерциальная навигационная система (АИНС) состоит из бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС), оптико-электронного прибора определения ориентации по звёздам (астродатчика) и хранителя времени, собранных в единую конструкцию с общим основанием, без вращающихся частей. Эта конструкция обеспечивает неизменность взаимной ориентации приборных систем координат БИНС и астродатчика. Измерения астродатчика используются для коррекции непрерывно нарастающих ошибок инерциального счисления пути в БИНС.

Астродатчик измеряет ориентацию своей приборной системы координат относительно инерциальной системы координат опорного звёздного каталога [1] на эпоху наблюдения, отсчитанную хранителем времени. Из этих измерений, расчётным путём, с использованием модели вращения Земли, получаются наборы корректирующих навигационных параметров. Состав наборов зависит от доступности дополнительной навигационной информации в БИНС [2]:

• широта, долгота и угол курса подвижного объекта, если доступно направление местной вертикали;
• углы курса, крена и тангаж подвижного объекта, если доступны его географические координаты.

Преобразования измерений астродатчика в навигационные параметры, определённые относительно вращающейся Земли, выполняется согласно Методическим указаниям [3], которые на сегодняшний день являются единственным нормативным документом (утверждённым ещё Госстандартом СССР), регламентирующим процедуры расчёта звёздного времени и угла поворота Земли. Методические указания обязательны к исполнению заказчиками и разработчиками АИНС. Они были утверждены в 1989 г. и основаны на системе небесных координат и шкале времени, определённых при помощи фундаментального каталога FK5. В резолюции А4 21-й Генеральной ассамблеи МАС 1991 г. были определены новые системы отсчёта, которые принципиально отличаются от FK5. В частности, в этих определениях пространственные координаты и шкалы времени рассматриваются с релятивистский точки зрения. В резолюции B2 23-й Генеральной ассамблеи МАС 1997 г. предписано прекратить использование систем координат FK5 и все астрономические расчёты проводить в новых системах отсчёта.

Современные звёздные каталоги Hipparchcos и Tycho-2, используемые для составления опорных звёздных каталогов, сформированы уже в новых системах отсчёта с использованием новых шкал времени. Использование этих данных, а значит и связанных с ними систем координат, отличных от [3], при проектировании АИНС, является формальным нарушением требований государственной стандартизации.

Кроме этого, контрольные примеры расчёта преобразований координат и звёздного времени приведены в [3] на языке FORTRAN и предназначены для реализации на ЭВМ БЭСМ-6. Язык FORTRAN давно вышел из употребления, единичные программисты на этом языке заняты поддержкой кодового наследия, сохранившегося с ранних этапов развития вычислительной техники. Большая часть БЭСМ-6 разобрана и утилизирована в качестве лома цветных и драгоценных металлов.

Не пора ли начать работу над новой редакцией Методических указаний, учитывающей современные определения небесных систем отсчёта и современное состояние вычислительной техники?

Литература

1) Жуков А. О., Прохоров М. Е., Захаров А. И. и др. Создание опорного каталога звёзд как основа бортовых навигационных каталогов для перспективных оптико-электронных приборов звёздной ориентации. М.: ФГБНУ «Экспертно-аналитический центр», 2022. 167 С. DOI: 10.55469/9785904670771.

2) Аванесов Г. А., Бессонов Р. В., Куркина Н. А. и др. Разработка автономной бесплатформенной астроинерциальной навигационной системы // Механика, управление и информатика. 2013. № 1(13). С. 9–29.

3) РД 50-25645.325-89 Методические указания. Спутники Земли искусственные. Основные системы координат для баллистического обеспечения полётов и методика расчёта звёздного времени. М.: Издательство стандартов, 1990.