Определение вращательного движения малого космического аппарата «Аист-2Д» по данным научной аппаратуры КМУ-1

Приведены результаты реконструкции вращательного движения малого спутника «Аист-2Д» по данным бортовых измерений векторов угловой скорости и напряженности магнитного поля Земли (МПЗ), полученным летом 2016 г. Методика реконструкции основана на кинематических уравнениях вращательного движения твердого тела. В рамках этой методики данные измерений обоих типов, собранные на некотором отрезке времени, обрабатываются совместно. Измерения угловой скорости интерполируются кусочно-линейными функциями, которые подставляются в кинематические дифференциальные уравнения для кватерниона, задающего переход от приборной системы координат спутника к инерциальной системе координат. Полученные таким образом уравнения представляют собой кинематическую модель вращательного движения спутника. Решение этих уравнений, аппроксимирующее фактическое движение, находится из условия наилучшего (в смысле метода наименьших квадратов) согласования данных измерений вектора напряженности МПЗ с его расчетными значениями. При этом уточняются начальные условия аппроксимирующего решения, постоянные смещения в измерениях угловой скорости и углы, задающие матрицы перехода от собственных систем координат магнитометров к приборной системе координат спутника (в ней заданы измерения угловой скорости). Описанная методика позволяет реконструировать фактическое вращательное движение спутника одним решением кинематических уравнений на интервалах времени продолжительностью более 10 часов.