КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ
"УТВЕРЖДАЮ"

Проректор по учебной работе

проф. В.С.Бухмин
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«КОСМИЧЕСКАЯ НАВИГАЦИЯ»

Цикл ФТД
ГСЭ - общие гуманитарные и социально-экономические дисциплины; ЕН - общие математические и

естественнонаучные дисциплины; ОПД - общепрофессиональные дисциплины; ДС - дисциплины

специализации; ФТД - факультативы.

Специальность 300200 - астрономогеодезия

(Номер специальности) (Название специальности)

Принята на заседании кафедры астрономии и космической геодезии

название кафедры

(протокол № от " " 2009 г.)

Заведующий кафедрой
(Сахибуллин Н.А.)

Утверждена Учебно-методической.комиссией физического факультета

название факультета

(протокол № от 200 г.)

Председатель комиссии __________________________
(Д.А.Таюрский)

Рабочая программа дисциплины «КОСМИЧЕСКАЯ НАВИГАЦИЯ»

Предназначена для студентов 4 курсов
по специальности: астрономогеодезия -- 300200

(название специальности) (номер специальности)

по специализации:

(название специализации) (номер специализации)

АВТОР: доцент Безменов В.М. ____________________________________________________

КРАТКАЯ АННОТАЦИЯ:

Изучение дисциплины «Космическая навигация» является одним из условий подготовки дипломированного специалиста по специальности «Астрономогеодезия». В настоящее время подавляющее большинство геодезических работ выполняется с использованием глобальных спутниковых навигационных систем (GPS NAVSTAR, ГЛОНАСС), исследование природных ресурсов и картографирование Земли с помощью искусственных спутников Земли (ИСЗ), а исследование и картографирование планет Солнечной системы и их естественных спутников с помощью космических аппаратов (КА).

Цель курса познакомить студентов с задачами космической навигации, принципами, методами и средствами космической навигации, реализуемых при исследовании Земли и планет.

1. Требования к уровню подготовки студента, завершившего изучение

дисциплины «КОСМИЧЕСКАЯ НАВИГАЦИЯ»

наименование дисциплины
Студенты, завершившие изучение данной дисциплины должны:

• 
  иметь представления о теории, основных принципах, методах и инструментах навигации ИСЗ (КА) и космических станций, в том числе, и с космонавтами на борту космического корабля;
  
• 
  иметь представления основах функционирования спутниковых навигационных систем (СНС).
  
• 
  ориентироваться в новых направлениях развития средств и методов космической навигации.
  

2. Объем дисциплины и виды учебной работы (в часах).

Форма обучения очная

очная, заочная, вечерняя

Количество семестров: 1

Форма контроля: ЗАЧЕТ

№ п/п	Виды учебных занятий	Количество часов
		1 семестр
1.	Всего часов по дисциплине	90
2.	Самостоятельная работа	42
3.	Аудиторных занятий	48
	в том числе лекций	32
	Семинарских (или лабораторно-практических)	16

3. Содержание дисциплины.
3.1. ТРЕБОВАНИЯ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО СТАНДАРТА К ОБЯЗАТЕЛЬНОМУ МИНИМУМУ СОДЕРЖАНИЯ

ПРОГРАММЫ

Индекс	Наименование дисциплины и ее основные разделы	Всего часов

Примечание: Если дисциплина, устанавливается вузом самостоятельно, то в данной таблице ставится прочерк

3.2. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ

№ п.п.	Название темы и ее содержание.	Лекции (час.)	Семи нарские, лаб. занятия (час.)
1 1.1 1.2 1.3	Предмет навигации. Принципы построения космических навигационных систем. Навигационные параметры. Наиболее важные показатели космических навигационных систем. Определение координат навигационных ориентиров в спутниковых навигационных системах. Методы решения навигационной задачи в спутниковой системе навигации. Алгоритм навигационной задачи. Классификация и математическая модель ошибок наблюдений. Динамическая фильтрация последовательности наблюдений. Методы оптимальной обработки информации (метод максимума правдоподобия, фильтр Калмана).	2 2 2
2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5	Астрономическая, инерциальная и астроинерциальная навигация. Основные принципы астроинерциальной навигации. Элементы и устройства астроинерциальной навигации. Оптические приборы для ориентации и навигации. Оптические приборы ориентации по звездам, оптические приборы ориентации по Солнцу. Комплексные системы навигации. Построение местной вертикали. Стабилизированные платформы и акселерометры. Принципиальная схема гироскопа и стабилизации платформы. Акселерометры и измерение ускорения космического корабля. Фиксирование платформы в заданной системе координат ( Гринвичской или второй экваториальной). Принцип определения координат и скорости корабля по данным акселерометров.	2 2 2 2 2
3	Определение ориентаций космического аппарата по данным бортовых видеоизображений поверхности небесного тела и участков звездного неба	2	12
4	Автоматизированное распознавание звезд	2
5	Основные задачи прикладной космической навигации. Проектирование орбит навигационных спутников Земли. Коррекция орбит. Основы астрономической коррекции	2
6	Понятие динамической системы и вектора состояния Идентификация и оценка состояния динамических систем.	2
7	Понятия об оптимизации навигационных измерений	2
8	Схемы построения и функционирования координатометрических комплексов для обеспечения работы спутниковых навигационных систем и решения навигационных задач	2
9	Построение математических моделей бортовых и наземных измерительных систем	2
10	Космическая радионавигация. Сигналы в космических навигационных системах. Псевдодальность и псевдоскорость как навигационные параметры. Погрешности измерений в космических навигационных системах . Особенности совместного использования систем GPS и ГЛОНАСС для определения координат пользователя.	2

Итого часов 32 16

3.3. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

№	Раздел дисциплины	Наименование лабораторной работы
1	3	Разработка программы определения ориентации космического аппарата по данным бортовых изображений поверхности небесного тела и участков звездного неба

ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. 
   Шебашевич В.С. Введение в теорию космической навигации. М., Сов. Радио, 1971.
   
2. 
   Шебашевич В.С., Дмитриев П.П. Сетевые спутниковые радионавигационные системы М. Транспорт,1988.
   
3. 
   Иванов Н.М., Дмитриевский А.А., Лысенко Л.Н. и др. Баллистика и навигация космических аппаратов. М. Машиностроение, 1986.
   
4. 
   Урмаев М.С. Орбитальные методы космической геодезии. М.: Недра, 1989
   
5. 
   Урмаев М.С. Космическая фотограмметрии. М.: Недра, 1981.
   
6. 
   Бажинов И.К., Почукаев В.Н.Оптимальное планирование навигационных измерений в космическом полете. М.: Машиностроение, 1976.
   
7. 
   Романтеев Н.Ф., Хрунов Е.В. Астрономическая навигация пилотируемых космических кораблей. М.: Машиностроение, 1976
   
8. 
   Каменский А.М. Теория астрономической коррекции. М.: Машиностроение, 1974
   
9. 
   Николаев А.Г ., Забелина И.А., Романтеев Н.Ф. Основы проектирования космических секстантов. М.: Машиностроение, 1978.
   

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. 
   Стражева И.В., Мелкумов В.С. Векторно-матричные методы в механике полета. М Машиностроение, 1973.
   
2. 
   Брандин В.Н., Васильев А.А., Худяков С.Т. Основы экспериментальной космической баллистики. М. Машиностроение, 1974.
   
3. 
   Брандин В.Н. Разоренов Г.Н. Определение траекторий космических аппаратов. М. Машиностроение, 1978.
   
4. 
   Эскобал П. Методы определения орбит. М., Мир, 1970.
   
5. 
   Жданюк Б.Ф. Основы статистической обработки траекторных измерений. М., Сов. Радио, 1978.
   
6. 
   Глушков В.В., Насретдинов К.К., Шаравин А.А. Космическая геодезия: методы и преспективы развития. М.: Национальная картографическая корпорация, 2002.
   
7. 
   Быковский В.Ф., Гримак Л.П., Иванов Е.А. Человек и космическая астронавигация. М.: Машиностроение, 1976
   

Приложение к программе дисциплины

____________________________
«КОСМИЧЕСКАЯ НАВИГАЦИЯ»

ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ

1. 
   Принципы построения космических навигационных систем.
   
2. 
   Навигационные параметры
   
3. 
   Основные показатели космических навигационных систем.
   
4. 
   Алгоритм навигационной задачи.
   
5. 
   Основные принципы астроинерциальной навигации.
   
6. 
   Оптические приборы для ориентации и навигации.
   
7. 
   Оптические приборы ориентации по звездам.
   
8. 
   Оптические приборы ориентации по Солнцу.
   
9. 
   Комплексные системы навигации.
   
10. 
    Построение местной вертикали.
    
11. 
    Стабилизированные платформы и акселерометры.
    
12. 
    Принципиальная схема гироскопа и стабилизации платформы.
    
13. 
    Акселерометры и измерение ускорения космического корабля.
    
14. 
    Фиксирование платформы в заданной системе координат.
    
15. 
    Принцип определения координат и скорости корабля по данным акселерометров
    
16. 
    Принципы определения ориентаций космического аппарата по данным бортовых видеоизображений поверхности небесного тела и участков звездного неба.
    
17. 
    Принципы автоматизированного распознавания звезд.
    
18. 
    Принципы проектирования орбит навигационных спутников Земли.
    
19. 
    Коррекция орбит. Основные принципы астрономической коррекции орбит.
    
20. 
    Схемы построения и функционирования координатометрических комплексов для обеспечения работы спутниковых навигационных систем и решения навигационных задач.
    
21. 
    Сигналы в космических навигационных системах. Псевдодальность и псевдоскорость как навигационные параметры.
    
22. 
    Погрешности измерений в космических навигационных системах.
    
23. 
    Принципы оптимизации и обработки навигационных измерений.
    
24. 
    Дифференциальные и относительные методы определения координат пользователя. Принципиальные основы дифференциального метода.
    

25. Особенности совместного использования систем GPS и ГЛОНАСС для определения координат пользователя.