Inventory number IRN Number of state registration
0325РК01607 AP22686357-KC-25 0124РК00182
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 2 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 2
Patents Amount of funding Code of the program
0 9813456 AP22686357
Name of work
Исследование и построение информационной системы обработки данных ориентации наноспутников на основе методов фильтрации
Type of work Source of funding Report authors
Applied Суйменбаева Жанна Багдатовна
0
0
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) Нет
Full name of the service recipient
Акционерное общество "ALT Университет имени Мухамеджана Тынышпаева"
Abbreviated name of the service recipient АО "ALT Университет имени Мухамеджана Тынышпаева"
Abstract

Объектом исследования являются информационные потоки, циркулирующие в аналитической информационной системе при обработке данных испытания систем ориентации наноспутников.

Зерттеу объектісі наноспутниктік бағдарлау жүйелерін тестілеуден алынған деректерді өңдеу кезінде аналитикалық ақпараттық жүйеде айналатын ақпараттық ағындар болып табылады.

Целью работы является разработка информационной системы испытаний малых космических аппаратов с целью повышения достоверности, оперативности и глубины стендовых испытаний на основе исследования и совершенствования математических моделей обработки измерений, а также информационной поддержки технологических процессов испытаний.

Жобаның мақсаты – өлшеулерді өңдеуге арналған математикалық модельдерді зерттеу және жетілдіру негізінде стендтік сынақтардың сенімділігін, тиімділігін және тереңдігін арттыру үшін фильтрлеу әдістеріне негізделген наноспутниктердің бағдарлау және тұрақтандыру деректерін өңдеудің ақпараттық жүйесін зерттеу және құру. технологиялық сынау процестерін ақпараттық қамтамасыз ету ретінде.

Процесс работы наноспутника с использованием фильтра скользящего среднего и фильтра Калмана-Бьюси может быть описан следующим образом: Сбор данных: Наноспутник снимает данные с различных датчиков, таких как GPS, инерционные измерения, датчики ориентации и т. д. Предобработка данных: Собранные данные могут быть зашумленными или содержать ошибки. Для улучшения качества данных они могут быть предварительно обработаны, включая фильтрацию шумов и калибровку. Применение фильтра скользящего среднего: Фильтр скользящего среднего используется для сглаживания данных и уменьшения шумов. Этот фильтр вычисляет среднее значение данных в окне определенной ширины и использует его в качестве сглаженного значения. Применение фильтра Калмана-Бьюси: Фильтр Калмана-Бьюси (или расширенный фильтр Калмана) используется для оценки состояния спутника на основе сглаженных данных и модели движения. Он учитывает неопределенность и шум в данных, что делает его более точным по сравнению с простыми сглаживающими фильтрами. Прогнозирование: Фильтр Калмана-Бьюси также позволяет прогнозировать будущее состояние спутника на основе текущего состояния и управляющих воздействий (например, двигателей или маневров). Обновление данных: По мере получения новых данных, фильтр Калмана-Бьюси обновляет оценку состояния спутника и корректирует прогнозы.

Наноспутниктің жұмыс процесі скользящий орташа фильтрі мен Калман-Бьюси фильтрі қолдану арқылы келесі түрде сипатталады: Наноспутник түрлі датчиктерден деректер жинайды, мысалы, GPS, инерциялық өлшеулер, бағдарлау датчиктері және т.б. Жиналған деректерде шу болуы мүмкін немесе қателіктер бар. Деректердің сапасын арттыру үшін олар алдын ала өңделіп, шу фильтрациясы мен калибровкасы жасалуы мүмкін. Скользящий орташа фильтрі деректерді тегістеу және шу деңгейін төмендету үшін қолданылады. Бұл фильтір белгілі бір ені бар терезеде деректердің орташа мәнін есептейді және оны тегістелген мән ретінде қолданады. Калман-Бьюси фильтрі (немесе кеңейтілген Калман фильтрі) тегістелген деректер мен қозғалыс моделіне негізделген спутниктің күйін бағалау үшін қолданылады. Ол деректердегі белгісіздік пен шуды ескеріп, қарапайым тегістеу фильтрлеріне қарағанда дәлдікті арттырады. Калман-Бьюси фильтрі спутниктің ағымдағы күйі мен басқарушы әсерлерді (мысалы, қозғалтқыштар немесе маневрлер) негізге ала отырып, болашақтағы күйін болжауға мүмкіндік береді. Жаңа деректер алынған сайын, Калман-Бьюси фильтрі спутниктің күйін бағалауды жаңартады және болжамдарды түзетеді.

Полученные результаты за 2025г.: -Было проведено проектирование и моделирование ключевых подсистем обработки данных в информационной системе; -Было проведено моделирование фильтров для сглаживания данных состояния наноспутника и уменьшения шумов, -Было проведено прототипирование и начальное тестирование ключевых подсистем обработки данных в информационной системе. Новизна заключается в заключается в: а) разработке информационной системы по отработке полученных данных с бортового комплекса управления наноспутника; б) технологии обработки полученных данных с использованием новых современных методов фильтрации, имеющих значительный эффект по исключению ошибок в ориентации наноспутника на орбите. Этот аспект требует интеграции совершенно новых параметров в математическую модель и программно-математическое обеспечение бортовой системы управления. Это в свою очередь обуславливает разработку принципиально новых научно-технических решений и технологий.

2025 жылға алынған нәтижелер: Ақпараттық жүйеде деректерді өңдеудің негізгі ішкі жүйелерін жобалау және модельдеу жүргізілді; Наноспутниктің күй деректерін тегістеу және шуды азайту үшін үзгілерді модельдеу жүргізілді;Ақпараттық жүйеде деректерді өңдеудің негізгі ішкі жүйелерін прототиптеу және бастапқы тестілеу жүргізілді.Жаңашылдығы: а) Наноспутниктің борттық басқару кешенінен алынған деректерді өңдеуге арналған ақпараттық жүйенің әзірленуінде; б) Наноспутниктің орбитадағы бағдарын анықтаудағы қателіктерді жоюға айтарлықтай әсер ететін жаңа заманауи сүзгілеу әдістерін қолдану технологиясында. Бұл аспект математикалық модельге және борттық басқару жүйесінің бағдарламалық-математикалық қамтамасыз етуіне мүлде жаңа параметрлерді интеграциялауды талап етеді. Бұл өз кезегінде жаңа ғылыми-техникалық шешімдер мен технологияларды әзірлеуді қажет етеді.

1. Для проектирования информационной системы обработки данных ориентации наноспутника был выбран наноспутник Alfasat. Центральным элементом наноспутника является плата ALFASAT MB, которая выполняет функции сбора, хранения и передачи данных с датчиков, установленных как на самой плате, так и на борту спутника. Плата оборудована датчиками температуры, влажности и давления воздуха, а также встроенными акселерометрами и гироскопами. Дополнительно на плате интегрирован GPS модуль для точного определения местоположения устройства без необходимости прямой видимости Была спроектирована архитектура информационной системы, включающая в себя ключевые подсистемы обработки данных такие как: Модуль отображения параметров телеметрической сессии наноспутника, Модуль визуализации температурных характеристик бортовых сенсоров и ориентации наноспутника, Модуль доступа и визуализации архивированных данных из базы данных, Геоинформационный модуль отображения координатного положения наноспутника.

Наноспутниктің бағдарын өңдейтін ақпараттық жүйені жобалау үшін Alfasat наноспутнигі таңдалды. Наноспутниктің негізгі элементі – ALFASAT MB тақтасы, ол тақтада және спутниктің бортында орнатылған датчиктерден деректерді жинау, сақтау және беру функцияларын атқарады. Тақта температура, ауа ылғалдылығы және қысым датчиктерімен, сондай-ақ кірістірілген акселерометрлер мен гироскоптармен жабдықталған. Қосымша, тақтаға құрылғының орналасқан жерін дәл анықтау үшін тікелей көрініс қажет етпейтін GPS модулі интеграцияланған. Ақпараттық жүйенің архитектурасы жобаланды, ол деректерді өңдеудің негізгі ішкі жүйелерін қамтиды, атап айтқанда: Наноспутниктің телеметриялық сеанс параметрлерін көрсету модулі; Борттық сенсорлардың температуралық сипаттамалары мен наноспутниктің бағдарын визуализациялау модулі; Мәліметтер қорынан архивтелген деректерге қол жеткізу және оларды визуализациялау модулі; Наноспутниктің координаттық орнын көрсетуге арналған геоақпараттық модуль.

не запланировано на 2025г.

2025 жылға жоспарланбаған

Социально-экономический эффект состоит в разработке новых технологий, подготовке отечественных кадров в наукоемких направлениях, увеличении казахстанского содержания на рынке космических технологий.

Әлеуметтік-экономикалық әсері жаңа технологияларды әзірлеу, ғылымды қажет ететін салаларда отандық кадрларды даярлау, ғарыштық технологиялар нарығында қазақстандық құрамды арттыруда тұрады

Ожидается применение в образовательных учреждениях, для специальностей «Космическая техника и технологии», «Приборостроение», «Автоматизация и системы управления». Потенциальные потребители: вузы, конструкторские бюро, частые компании, занимающиеся проектированием и сборкой наноспутников.

Білім беру мекемелерінде «Ғарыштық техника және технологиялар», «Құрал жасау», «Автоматтандыру және басқару жүйелері» мамандықтары бойынша қолдану жоспарлануда. Потенциалды тұтынушылар: жоғары оқу орындары, конструкторлық бюро, наноспутниктерді жобалау және құрастырумен айналысатын жеке компаниялар.

UDC indices
004.048:631.171
International classifier codes
89.25.00;
Key words in Russian
спутниковые технологии; информационная система; наноспутник; бортовая система управления; обработка данных;
Key words in Kazakh
жерсеріктік технологиялар; ақпараттық жүйе; наносерік; борттық басқару жүйесі; деректер өңдеу;
Head of the organization Жармагамбетова Меруерт Советовна кандидат технических наук / доцент
Head of work Суйменбаева Жанна Багдатовна / Магистр технических наук