Рассматриваются вопросы формального описания свойства функциональной устойчивости навигационно-информационных систем на основе использования понятий качества реализации выполняемых ими функций с учетом состояния доступных навигационных полей и применяемых систем подвижной радиосвязи. Под навигационно-информационной системой (НИС) понимают автоматизированную информационно-управляющую систему, предназначенную для управления одним или несколькими подвижными объектами на основе обработки данных о их местоположении, параметрах движения и состоянии. Представлена графическая интерпретация процесса обеспечения функциональной устойчивости системы. Обеспечение функциональной устойчивости НИС сводится к процессу поддержания текущего вектора качества выполнения функций НИС в требуемой зоне.

Ионизирующие излучения космического пространства являются основным фактором, влияющим на надежность космических аппаратов. В настоящее время воздействие ионизирующих излучений при расчете надежности не учитывается, так как, согласно нормативным документам, такой учет проводится только при отсутствии требований по стойкости электрорадиоизделий. Предложены две математические модели, учитывающие возрастающий характер интенсивности отказов электрорадиоизделий при воздействии ионизирующего излучения космического пространства как функции от времени. Первая модель позволяет проводить оценку надежности аппаратуры, структурная схема которой содержит ненагруженный резерв. Использование второй модели позволяет за счет учета априорной информации о надежности сократить объемы испытаний аппаратуры космических аппаратов при наземной отработке.

Для оценки достоверности материалов космических изображений необходимо проводить специальные исследования измерительных и изобразительных свойств снимков, полученных съемочными системами космических аппаратов в различных диапазонах электромагнитного спектра. Необходимость геометрической обработки исходных („сырых“) материалов космической съемки для получения высокоточной продукции обусловлена влиянием искажений, которые возникают в процессе формирования изображений под воздействием различных факторов. Рассмотрены особенности оценивания геометрической точности материалов космической съемки. Приводится математическое описание основ методики оценки координатно-измерительных характеристик изображений, получаемых целевой аппаратурой космических систем дистанционного зондирования Земли. Рассматриваются проблемы, возникающие при оценке геометрической точности изображений, ограничения и особенности выбранной для реализации методики. Предлагаются пути преодоления проблем оценки координатно-измерительных характеристик. Описывается метод определения достаточности выборки тестовых объектов. Приводятся рекомендации и требования к выбору опорных точек. Указываются дальнейшие пути развития технологии оценки координатно-измерительных характеристик. 

При реализации космических проектов все шире используются унифицированные космические платформы (УКП). Принцип унификации состоит в возможности построения космических платформ, соответствующих по своим тактико-техническим характеристикам проектируемым на их основе космическим аппаратам, из набора надежных, отработанных, в том числе имеющих летную квалификацию, блоков и устройств. Главным образом, использование УКП обеспечивает полезную нагрузку ресурсами по массе, энергетике, условия эксплуатации, требуемую точность ориентации и стабилизации, возможности маневрирования на орбите, командную и телеметрическую информацию и др. Рассмотрены основные положения методики сравнительного оценивания технического уровня унифицированных космических платформ методом сведения многокритериальной задачи к однокритериальной, путем введения комплексного показателя эффективности, зависящего от частных показателей, т.е. выполнение так называемой свертки критериев.

Представлена методика определения параметров движения низкоорбитальных космических аппаратов на основе совместного использования измерительной информации высокочувствительных акселерометров и данных аппаратуры спутниковой навигации. Рассмотрены методические аспекты использования данных высокочувствительных акселерометров как в условиях наличия измерений навигационной аппаратуры, так и на интервалах прогноза орбитальных параметров. Приведены результаты оценки точности определения и прогнозирования параметров орбитального движения космических аппаратов с использованием предлагаемой методики и учетом технических характеристик высокочувствительных акселерометров в сравнении с результатами решения навигационных задач по традиционно применяемым технологиям. Дана оценка границ области применения высокочувствительных акселерометров для низкоорбитальных космических аппаратов, в которой гарантированно обеспечивается повышение точности решения задач навигации. Подтверждена возможность повышения точности решения задач навигационного обеспечения управления полетом космических аппаратов и качества обработки целевой информации.

Рассмотрены методологические, методические и технологические основы постановки и решения задач реконфигурации бортовых систем (БС) маломассоразмерных космических аппаратов (МКА). Предложено данные задачи исследовать и решать с использованием разработанной прикладной теории проактивного управления структурной динамикой сложных технических объектов. Представлены формальное описание и интерпретация решаемых задач реконфигурации БС МКА как задач динамического структурно-функционального синтеза сложных технических объектов. Разработаны соответствующие модели, методы и алгоритмы, базирующиеся на конструктивной реализации концепций комплексного моделирования и проактивного управления. Приводятся сведения об особенностях практической реализации разработанного специального модельно-алгоритмического обеспечения в экспериментальном образце программного комплекса.

В рамках программы Союзного государства „Разработка космических и наземных средств обеспечения потребителей России и Беларуси информацией дистанционного зондирования Земли“ („Мониторинг-СГ“) предложена инверсная схема радиотомографического спутникового зондирования ионосферы с использованием сигналов системы автономных наземных передатчиков (радио-маяков). В ИЗМИРАН разработан технический проект по переносу радиотомографических измерений на борт космического аппарата (КА) и изготовлены экспериментальные образцы бортовой и наземной аппаратуры*. Основными достоинствами инверсной радиотомографии ионосферы являются автономность и низкая стоимость развертывания системы, высокая технологичность обслуживания наземной сети радиомаяков, а также упрощение интеграции измерительного приемника в состав бортовой аппаратуры КА. Представлены основные технические параметры наземных и спутниковых модулей аппаратуры, рассмотрена организация работ при проведении экспериментов по схеме инверсной радиотомографии ионосферы.

Задача обеспечения требуемого уровня надежности аппаратуры космического назначения и ее элементов и модулей является особенно актуальной в современных условиях. Для ее решения разработана технология оценки надежности элементов и модулей перспективной специальной и научной аппаратуры космического назначения, длительно функционирующей в условиях космического пространства. Технология представляет собой совокупность положений, правил, методик, математических моделей, алгоритмов и методов оценки надежности элементов и модулей новых образцов перспективной специальной и научной аппаратуры космического назначения, реализованных с использованием программно-технических средств средствах. Разработанную технологию и аппаратно-программные комплексы предполагается использовать на предприятиях ракетно-космической промышленности, а также в головной организации по системе информации „Роскосмоса“ для автоматизированной оценки и анализа надежности перспективных образцов космических средств на этапах проектирования, отработки и эксплуатации.

Рассматривается способ ускорения вычислений, выполненных при моделировании радиолокационной системы с синтезированной апертурой на графическом процессоре с параллельной архитектурой. Моделирование осуществляется с использованием точечной модели подстилающей поверхности. Алгоритм моделирования предполагает предварительный расчет отраженных сигналов с увеличенной частотой дискретизации и последующую аппроксимацию полученных результатов для расчета голограммы модели местности. Показано, что предельное время синтеза голограммы определяется произведением числа процессов в блоке на число блоков в решетке. Сочетание указанных параметров должно выбираться исходя из архитектуры графического ускорителя. Моделирование выполнялось на GPU NVIDIA Tesla K20 с использованием CUDA. В результате исследований подтверждена эффективность применения графического ускорителя для моделирования РЛИ РСА. Так, при формировании голограммы для модели местности 100x100 точек получен более чем двадцатикратный выигрыш по времени по сравнению с выполнением расчетов на процессоре общего назначения.

Рассмотрены особенности разработки, создания и проведения испытаний экспериментального образца датчика потока космической плазмы, использующего прецизионные селектирующие элементы из наноструктурированных материалов и четырехсекционный коллектор. Приведены конструктивные особенности исполнения экспериментального образца датчика потока плазмы на основе цилиндра Фарадея. Представлены результаты комплексных испытаний физического функционирования экспериментального образца датчика потока космической плазмы и его селектирующих элементов, выполнено сравнение расчетных характеристик датчика с результатами экспериментальных исследований. Сравнение показало, что запирающие характеристики четырехколлекторного образца датчика ДП-10-34-4К при нормальном и наклонном падении потока ионов на входное окно датчика хорошо совпадают с расчетными и возможно надежно измерять переносную скорость потока и его температуру в изотропном приближении. Угловые характеристики четырех коллекторов датчика достаточно симметричны, совпадают с расчетными, что позволяет с помощью одного датчика определять величину и направление потока ионов, тем самым уменьшая массу прибора, в который будет встраиваться датчик.

Проанализированы особенности контроля состояния объектов ракетно-космической техники (РКТ), перевозимых железнодорожным транспортом. Рассмотрены вопросы комплексного использования методов, технологий и средств навигационных определений на основе комбинированных навигационных систем, включающих малогабаритные бесплатформенные инерциальные модули с модулями коррекции координат по сигналам ГЛОНАСС/GPS. Разработан экспериментальный образец аппаратно-программного комплекса многоуровневой беспроводной системы оценки состояния транспортируемых объектов космической техники, основанный на комплексировании комбинированных навигационных систем с телеметрическими средствами измерений внешних факторов, воздействующих на эти объекты. Сбор информации о состоянии объекта РКТ собирается дистанционно бесконтактными датчиками с низким энергопотреблением. Датчики объединены в самоорганизующуюся беспроводную сеть посредством радиомодулей, работающих по стандарту IEEE 802.15.4 ZigBee. Такой подход позволяет осуществлять сбор и передачу информации о состоянии контролируемого объекта РКТ на различные уровни контроля и оперативного управления в режиме времени, близком к реальному.