Программа дисциплины «Приборы ориентации и навигации» для направления подготовки дипломированного специалиста по специальности 200203-Оптико-электронные приборы и системы Москва, 2011
| Вид материала | Программа дисциплины |
СодержаниеВид учебной работы Основные методы навигации и ориентации Наименование лабораторных работ |
- Рабочая программа учебной дисциплины ф тпу 1- 21/01 федеральное агентство по образованию, 202.38kb.
- Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 05. 11. 07 «Оптические, 62.47kb.
- Рекомендуется Минобразованием России для специальности 190700 Оптико-электронные приборы, 139.14kb.
- Оптические системы, свойства и методы контроля асферических поверхностей большого диаметра, 208.63kb.
- Рекомендуется Минобразованием России для специальности 190700 Оптико-электронные приборы, 235.87kb.
- Рекомендуется Минобразованием России для специальности 190700 Оптико-электронные приборы, 106.31kb.
- Рекомендуется Минобразованием России для специальности 190700 Оптико-электронные приборы, 177.3kb.
- Программа дисциплины Медицинские приборы, аппараты, системы и комплексы для учебных, 116.6kb.
- Рабочая программа дисциплины б 10 Оптико-электронные приборы и системы Направление, 466.74kb.
- Рекомендуется Минобразованием России для специальности 200300 электронные приборы, 118.83kb.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ и науки РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Московский государственный университет геодезии и картографии
Утверждаю
Ректор университета
В.А.Малинников
« » 2011 г.
Программа дисциплины
«Приборы ориентации и навигации»
для направления подготовки дипломированного специалиста по
специальности 200203-Оптико-электронные приборы и системы
Москва, 2011
1. Цели и задачи дисциплины
Рабочая программа дисциплины «Тепловизионные системы» составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего образования для направления 200200 – «Оптотехника» (специальность 200203- Оптико-электронные приборы и системы).
Целями освоения дисциплины являются формирование профессиональных компетенций в области оптико-электронного приборостроения и привитие навыков и умений для реализации первых этапов расчета и проектирования современных оптико-электронных приборов и систем ориентации и навигации подвижных носителей, в первую очередь, космических летательных аппаратов.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
В итоге изучения данной дисциплины студент должен:
- быть знаком с принципами построения и функционирования современных приборов ориентации и навигации (ПОН);
- знать современное состояние элементной базы этих приборов,
- уметь согласовывать параметры и характеристики отдельных типовых узлов ПОНмежду собой,
- владеть рациональными методиками расчета важнейших параметров и характеристикПОН;
- владеть методами настройки и поверки ПОН.
3. Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы | Всего часов | Семестр |
| 10 | ||
| Общая трудоемкость дисциплины | 152 | 76 |
| Аудиторные занятия | 68 | 68 |
| Лекции | 34 | 34 |
| Практические занятия | 16 | 16 |
| Лабораторные работы | 18 | 18 |
| Самостоятельная работа | 84 | 84 |
| Курсовая работа (СРС) | 42 (СРС) | 42 (СРС) |
| Вид итогового контроля | зачет | зачет |
4. Содержание дисциплины
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
| № п/п | Раздел дисциплины | Лекции | ПЗ | ЛР |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1. | Введение | * | | |
| 2. | Характеристики излучателей для ОЭП ориентации и навигации | * | | |
| 3. | Навигационные системы координат | * | | |
| 4. | Поверхности положения и их математическое описание | * | | |
| 5. | Основные методы навигации и ориентации | * | * | |
| 6. | Задачи ОЭП ориентации и навигации по Солнцу (ПОС) | * | * | |
| 7. | Принципы действия ПОС. Статические ПОС | * | * | |
| 8. | Сканирующие ПОС. Широкопольные и узкопольные ПОС | * | | * |
| 9. | Энергетический расчет ПОС | * | | * |
| 10. | Составные части ПОС и требования к ним | * | * | |
| 11. | Расчет точности ПОС | * | * | |
| 12. | Перспективы дальнейшего развития ПОС | * | | * |
| 13. | ОЭП систем ориентации по Земле (ПОЗ) и планетам | * | | |
| 14. | Модели излучения Земли и планет | * | | * |
| 15. | ПОЗ с круговым, секущим и друними вилами сканирования | * | | * |
| 16. | Энергетический расчет ПОЗ | * | * | |
| 17. | Составные части ПОЗ и их функциональное назначение | * | | * |
| 18. | Расчет точности ПОЗ | * | | |
| 19. | Методы защиты ПОЗ от помех. .перспективы развития ПОЗ | * | * | |
| 20. | Классификация ОЭП ориентации и навигации по звездам | * | | |
| 21. | Основные характеристики звездного поля | * | | * |
| 22. | Астрогиды. Схемы построения. Технические характеристики | * | | * |
| 23. | Энергетические расчеты астрогидов | * | | |
| 24. | Звездные датчики, работающие по звездному полю | * | | |
| 25. | Расчет точности астрогидов. Пути уменьшения погрешности | * | * | |
| 26. | Приборы для курсовой ориентации | * | | |
| 27. | Сравнительная характеристика курсометров | * | | |
| 28. | Астрономические курсометры | * | | |
| 29. | Приборы сближения и стыковки космического аппарата | * | | |
| 30. | Имитаторы и тренажеры | * | | * |
4.2. Содержание разделов дисциплин
- Введение.
Задачи, решаемые ОЭП систем ориентации и навигации (ОЭП ОН). Классификация ОЭП ОН по функциональному назначению и по способу получения первичной информации. Специфика работы ОЭП ОН в космосе и требования к выбору элементов и проектированию ОЭП ОН.
- Характеристики излучения навигационных ориентиров.
Характеристики излучения земной поверхности и атмосферы, излучения Солнца, планет, звезд. Расчет освещенности от навигационных ориентиров по их звездным величинам
- Навигационные системы отсчета. Способы преобразования информации из одной системы отсчета в другую. Небесная сфера и ее элементы. Орбитальная, гелеоцентрическая, бортовая система навигационных координат. Сферические, декартовые, полярные системы координат ОЭП ОН.
- Линии и поверхности положения, способы их получения и математического описания. Свойства линий и поверхностей положения. Общие сведения о погрешностях навигационных устройств и требований к ним.
- Астроинерциаьный метод навигации. Метод навигации по трем планетам. Метод навигации по двум звездам и планете. Схемы, математическое описание, оптимальный комплекс оптической аппаратуры для реализации метода навигации.
- Общие сведения о датчиках ориентации и навигации по Солнцу (ПОС). Задачи, решаемые ПОС. Технические требования, классификация, технические характеристики. Модель излучения Солнца.
- Принципы действия ПОС, функциональные схемы ПОС. Статические ПОС с косинусным рассеивателем, теневые датчики. Датчики грубой ориентации. Формирование углового поля оптической системы ПОС грубой ориентации. ПОС с дискретным выходом.
- Сканирующие ПОС. ПОС с амплитудными анализаторами изображения.
Функциональные и оптические схемы. Особенности работы и расчета.
- Энергетический расчет ПОС. Выбор основных параметров.
- Функциональное назначение составных частей ПОС. Характеристики и требования к оптическим системам, приемникам излучения (ПИ) и схемам обработки сигнала в ПОС.
- Расчет точности ПОС. Расчет инструментальных и методических погрешностей. Пути уменьшения погрешностей.
- Средства контроля основных характеристик ПОС. Перспективы дальнейшего развития ПОС.
- Задачи, решаемые оптико-электронными системами ориентации по Земле (ПОЗ) и планетам. Основные технические требования и характеристики. Классификация.
- Модели излучения Земли и планет в различных областях оптического спектра. Специфические особенности ПОЗ. Работающих в видимом и инфракрасном диапазонах спектра.
- ПОЗ с круговым, секущим, линейным, нутационным сканированием. Функциональные и оптические схемы. ПОЗ с многоэлементными ПИ.
- Энергетический расчет приборов ориентации по Земле. Выбор основных параметров.
- Функциональное назначение, характеристики и требования к составным частям ПОЗ: оптические схемы, материалы оптических систем, приемники излучения, схемы обработки сигналов. Оценка качества изображения в ПОЗ, ограничение световых пучков в ПОЗ.
- Расчет инструментальных и методических погрешностей приборов ориентации по Земле, методы их уменьшения. Расчет погрешностей ПОЗ из-за помехового излучения Солнца и Луны.
- Методы борьбы с помеховым излучением Солнца и Луны в приборх ориентации по Земле. Средства контроля основных характеристик ПОЗ.
- Классификация оптико-электронных приборов ориентации и навигации по звездам. Общие сведения о звездных датчиках- астрогидах.
- Общие сведения о звездах и звездном поле. Звездный фон. Спектральные характеристики излучения звезд. Распределение звезд по спектральным классам. Выбор звезды, как навигационного ориентира.
- Астрогиды. Назначение, блочно-функциональные схемы, принципы действия. Особенности конструкций. Астрогиды с подвижным и неподвижным полем, узкополые и широкополые. Астрогиды на ПЗС и с дискректором. Технические характеристики.
- Энергетические расчеты оптико-электронных приборов ориентации и навигации по звездам. Выбор основных параметров. Шумы и помехи для асрогидов.
- Звездные датчики, работающие по звездному полю. Принципы их построения и классификация. Способы опознания участков звездного поля.
- Расчет точности астрогидов. Расчет инструментальных и методических погрешностей. Расчет чувствительности и помехозащищенности астрогидов. Расчет погрешностей астрогидов, работающих по звездному полю Коррекция их погрешностей. Пути уменьшения погрешностей.
- Приборы для курсовой ориентации космических аппаратов (КА). Основные схемы построения и характеристики курсометров для КА.
- Сравнительные характеристики частотных, корреляционных и фазовых курсометров. Погрешности работы курсометров.
- Особенности схем астрономических курсометров и их основные характеристики.
- Оптические и оптико-электронные приборы для осуществления операций сближения и стыковки космического аппарата. Лазерные локаторы.
- Имитаторы навигационных ориентиров и тренажерные комплексы. Общие сведения об имитации излучения Солнца, планет, звезд. Обоснование принципов построения имитаторов звездного неба и планет коллиматорного типа. Расчет конструктивных параметров и выходных характеристик. Назначение, принципы действия и типовые конструкции тренажерных комплексов.
5. Лабораторный практикум
| № п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ |
| 1 | 2 | 3 |
| | | Не предусмотрено |
| | | Не предусмотрено |
| | | Не предусмотрено |
| | | Не предусмотрено |
| | | Тестирование по материалам лекций |
| | | Изучение функциональных и оптических схем имитатора излучения Солнца |
| | | Энергетический расчет солнечного датчика ДГО |
| | | Изучение функциональных и оптических схем ПОС с амплитудным анализатором изображения |
| | | Изучение функциональных и оптических схем ПОС с анализатором СВБ |
| | | Изучение конструкции ПОС |
| | | Расчет погрешностей ПОС |
| | | Исследование и снятие выходных характеристик ПОС с анализатором ФПП |
| | | Не предусмотрено |
| | | Изучение схем и конструкций имитатора ИЗАК |
| | | Изучение функциональных и оптических схем ПОЗ с круговым сканированием |
| | | Изучение конструкции ПОЗ |
| | | Исследование и снятие выходных характеристик ПОЗ с круговым сканированием |
| | | Техническое задание по курсовой работе |
| | | Консультации по материалам курсовой работы |
| | | Не предусмотрено |
| | | Изучение функциональных и оптических схем имитаторов излучения звезд |
| | | Изучение функциональных и оптических схем датчика звезды |
| | | Энергетический расчет датчика звезды |
| | | Выбор схемы и расчет узлов звездного датчика |
| | | Расчет погрешностей звездного датчика |
| | | Расчет погрешностей курсометра |
| | | Не предусмотрено |
| | | Не предусмотрено |
| | | Не предусмотрено |
| | | Изучение схем и конструкций имитаторов и тренажеров |
6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
6.1. Рекомендуемая литература
а) основная литература
Федосеев В.И., Колосов М.П. «Оптико-электронные приборы ориентации и навигации космических аппаратов» - М : Логос, 2007 – 248с.
Черемухин Г.С. «Приборы ориентации на Солнце для космических аппаратов» - Воентехиздат, 2004 – 384с.
б) дополнительная литература – по списку кафедры
6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины.
Чтение лекций по дисциплине должно сопровождаться демонстрацией слайдов, плакатов и других изобразительных средств.
Для выполнения расчетных заданий используются программы расчета звездного датчика ориентации космического аппарата и «Энергетический расчет прибора ориентации по Земле».
7. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Для проведения занятий по дисциплине «Приборы ориентации и навигации» используются аудитории, оснащенные учебным телевидением, лаборатории предприятий, специализированная лаборатория кафедры оптико-электронных приборов, класс вычислительной техники. При проведении лабораторных работ используются стенды лабораторных установок, действующие приборы ориентации и их макеты, типовые узлы, механизмы и детали приборов, микроскопы, осциллографы, цифровые вольтметры и другие оптические и электронные приборы. Компьютерное обеспечение осуществляется за счет использования персональных компьютеров PC 80486, PC Pentium III.
Программа дисциплины «Приборы ориентации и навигации» составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом ВПО для направления и подготовки 200200 – «Оптотехника» по специальности 200203 – «Опто-электронные приборы и системы».
Программу составили :
Елизаренко А.С., профессор МИИГАиК, к.т.н.
Солдатов В.П., профессор МИИГАиК, к.т.н.
Якушенков Ю.Г., профессор МИИГАиК, д.т.н.
Программа одобрена на заседании кафедры ОЭП МИИГАиК _____________ 2011 г. (протокол № ).
Зав. каф. ОЭП проф. _____________________ Ю.Г.Якушенков
Программа одобрена на заседании методической комиссии и Совета факультета оптико-информационных систем и технологий МИИГАиК от ______________ 2011 г. (протокол № ).
Председатель Совета И.П.Торшина
Председатель методической комиссии А.С.Филонов