Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2025. Т. 22. № 4. С. 375-383
Принципы построения радиолокационной станции лунного посадочного модуля и анализ точности измерения высоты и вертикальной скорости
Д.Б. Балтер
1 , А.И. Баскаков
2 , В.В. Егоров
1 , А.А. Комаров
2 , М.В. Стальная
1 1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
2 Национальный исследовательский университет «МЭИ», Москва, Россия
Одобрена к печати: 27.06.2025
DOI: 10.21046/2070-7401-2025-22-4-375-383
Рассматриваются вопросы, относящиеся к проектированию бортовых радиотехнических устройств, предназначенных для обеспечения эффективного управления лунным посадочным модулем на завершающем этапе посадки. Предлагается использование многочастотного когерентного зондирующего сигнала радиолокационной станции, обладающего максимальной среднеквадратической шириной спектра. Измерение высоты и наклонной дальности до лунной поверхности осуществляется фазовым методом, а измерение вертикальной скорости — доплеровским методом. Приводится блок-схема двухчастотного измерителя наклонной дальности (высоты). Сглаживающий фильтр на выходе дискриминатора включает в себя интегратор и RC-цепь. Проанализированы ошибки системы посадки лунного модуля, состоящей из многолучевого доплеровского измерителя вектора скорости и измерителя дальности до поверхности Луны в направлении каждого антенного луча. Приводятся формулы ошибок измерения высоты, наклонной дальности и вертикальной скорости. Указывается, что величины расчётных ошибок практически на всей трассе снижения посадочного модуля удовлетворяют задаваемым требованиям. Ошибки измерения вертикальной скорости на малых высотах превышают требуемые значения, однако они могут быть уменьшены либо за счёт увеличения постоянной времени сглаживающего фильтра, либо путём замены его фильтром Калмана с учётом модели траектории спуска модуля.
Ключевые слова: лунный модуль, когерентный зондирующий сигнал, фазовый метод, доплеровская частота, высота, наклонная дальность, вертикальная скорость, точность, флуктуации, шероховатость, фильтрация, ошибки измерения
Полный текстСписок литературы:
- Бакут П. А., Большаков И. А., Герасимов Б. М., Курикша А. А., Репин В. Г., Тартаковский Г. П., Широков В. В. Вопросы статистической теории радиолокации: в 2 т. / под ред. Г. П. Тартаковского. Т. 2. М.: Советское радио, 1964. 1079 с.
- Жуковский А. П., Оноприенко Е. И., Чижов В. И. Теоретические основы радиовысотометрии / под ред. А. П. Жуковского. М.: Советское радио, 1979. 320 с.
- Пестряков В. Б. Фазовые радиотехнические системы. М.: Советское радио, 1968. 468 с.
- Тепляков И. М. Радиолокационная станция для управления посадкой космического аппарата на поверхность Луны. М.: ИП «РадиоСофт», 2016. 200 с.
- Фитенко В. В., Грановский В. А., Варгафтик В. Н. Посадочный радиолокатор для космического аппарата «Фобос-Грунт» // Наукоемкие технологии. 2008. № 6. С. 14–19.