ExoMars 2016 -- Протон-М/Бриз-М -- Байконур -- 14.03.2016, 12:31 ДМВ

[opinion]

SGS_67 пишет:

This resulted in a brief 'saturation' – wh ere the expected measurement range is exceeded – of the Inertial Measurement Unit, which measures the lander's rotation rate.

The saturation resulted in a large attitude estimation error by the guidance, navigation and control system software.

Тут чешуя какая-то...
Как может скорость вращения лэндера влиять на оценку высоты полёта?

Если это действительно так, нужно что-то менять в консерватории...
.

Из-за сильных колебаний аппарата при раскрытии парашюта, датчик угловых ускорений по тангажу зашкалило. СУ выставила соответствующий флаг. По какой-то причине, которая в отчёте на объясняется, алгоритм предусматривал удержание этого флага в течение определенного интервала времени, который по недосмотру был равен одной секунде (вместо 15 мс). Хотя в течение этой секунды аппарат совершал колебания  по тангажу, СУ интегрировала последнее измеренное значение, т.е. максимальное. В результате, СУ решила, что аппарат перевернут (тангаж 165 градусов).

Потом включился радиовысотомер. СУ поделила дальность, измеренную РВ на косинус тангажа. Получилась отрицательная высота. Знак в программе не проверялся и по ТЗ этого не требовалось. СУ заметила расхождение между ИНС и РВ и заблокировала показания РВ. Однако т.к. успешная посадка без РВ всё-равно была невозможна, алгоритм предусматривал разблокировку по истечении таймаута.

Как только это произошло, СУ отстрелила парашют и включила двигатели. Время работы двигателей вычислялось по полной энергии аппарата. Т.к. вычисленная высота была отрицательной и очень большой, потенциальная энергия была тоже отрицательной и по модулю больше кинетической. СУ решила, что тормозить не требуется, и после минимальной задержки выключила двигатели.

[SGS_67]

opinion пишет:

SGS_67 пишет:

This resulted in a brief 'saturation' – wh ere the expected measurement range is exceeded – of the Inertial Measurement Unit, which measures the lander's rotation rate.

The saturation resulted in a large attitude estimation error by the guidance, navigation and control system software.

Тут чешуя какая-то...
Как может скорость вращения лэндера влиять на оценку высоты полёта?

Если это действительно так, нужно что-то менять в консерватории...
.

Из-за сильных колебаний аппарата при раскрытии парашюта, датчик угловых ускорений по тангажу зашкалило.

НЕ понятно.
Что есть датчик "угловых ускорений" вообще? Каким образом ЕКА его сварганило?

 СУ выставила соответствующий флаг. По какой-то причине, которая в отчёте на объясняется, алгоритм предусматривал удержание этого флага в течение определенного интервала времени, который по недосмотру был равен одной секунде (вместо 15 мс).

 
Зачем зашкал датчика нужно "удерживать"?

Понять можно, если показания датчика (не ускорения, а угловой скорости!) после выхода из зашкала как-то пытаются интерполировать, для коррекции интеграла.
Но фиксировать, на любое время - это просто жесть. 
Если то, что Вы пишете - правда, результат приземл марсления совершенно логичен.
Другого и быть не могло.      

 Хотя в течение этой секунды аппарат совершал колебания по тангажу, СУ интегрировала последнее измеренное значение, т.е. максимальное. В результате, СУ решила, что аппарат перевернут (тангаж 165 градусов). 

Аллес. Тушу свечи.
В свете передовых методов ЕКА, возникает ощущение чего-то упущенного в жизни...    

Потом включился радиовысотомер. СУ поделила дальность, измеренную РВ на косинус тангажа. Получилась отрицательная высота. Знак в программе не проверялся и по ТЗ этого не требовалось. СУ заметила расхождение между ИНС и РВ и заблокировала показания РВ. Однако т.к. успешная посадка без РВ всё-равно была невозможна, алгоритм предусматривал разблокировку по истечении таймаута. 

Ы-ы.
Дайте выпить йаду, чтоль... Читать такое почти как смотреть отвратное порно...

Как только это произошло, СУ отстрелила парашют и включила двигатели. Время работы двигателей вычислялось по полной энергии аппарата. Т.к. вычисленная высота была отрицательной и очень большой, потенциальная энергия была тоже отрицательной и по модулю больше кинетической. СУ решила, что тормозить не требуется, и после минимальной задержки выключила двигатели.

Простите за скептицизм, но если хотя бы половина Вашего сообщения соответствует действительности,
мне придётся включить защитную реакцию собственного моска.
На переработку сведений ТАКОГО свойства он явно не рассчитан...

ЗЫ. Не примите на свой счёт, пожалуйста.
И да, источник столь интересных сведений большая просьба, если можно, указать.

[opinion]

SGS_67 пишет:

Понять можно, если показания датчика (не ускорения, а угловой скорости!)
И да, источник столь интересных сведений большая просьба, если можно, указать.

Да, правильно, скорости.

На предыдущей странице есть ссылка на отчет.

[PIN]

SGS_67 пишет:
Что есть датчик "угловых ускорений" вообще? Каким образом ЕКА его сварганило?

Даже в этой ветке множество ссылок на описание СУ данного аппарата. Если затрудняет все найти за минуту с помощью Гугла.

[PIN]

opinion пишет:
В этот раз миссия провалена

Миссии ещё работать и работать. Если она будет "провалена", то ExoMars RSP отменится.

[SGS_67]

opinion пишет:

На предыдущей странице есть ссылка на отчет.

Там нет мозгодробительных подробностей, которые Вы привели.
А они как раз и проясняют суть явления.

ЗЫ. Ага, нашёл, спасибо.
Мды...

PIN пишет:

SGS_67 пишет:
Что есть датчик "угловых ускорений" вообще? Каким образом ЕКА его сварганило?

Даже в этой ветке множество ссылок на описание СУ данного аппарата. Если затрудняет все найти за минуту с помощью Гугла.

Тут более сотни страниц, а движок форума тормозит аццки.
Если не трудно, ткните носом в описание датчика угловых ускорений Скиапарелли.
Гугл почему-то бессилен.    

PIN пишет:

opinion пишет:
В этот раз миссия провалена

Миссии ещё работать и работать. Если она будет "провалена", то ExoMars RSP отменится.

Хотелось бы всё же надеяться, что к проблеме посадки на Марс будут привлечены специалисты по динамике полёта, и программисты классом чуть выше недоучившихся студентов. Не считая уже грамотных разработчиков аппаратной части, которая не должна выходить из линейных режимов во всех мыслимых условиях эксплуатации КА.

Очевидно, что не только исполнение, а и сама методика оценки параметров движения требует серьёзного пересмотра.

Тем более, что возможностей на планете с атмосферой - много.
Нужно лишь научиться их использовать, хотя б для параллельной верификации, и переходом на альтернативу, буде возникнет необходимость.
"А иначе, вам удачи не видать". (с)

[Echidna]

PIN пишет:

SGS_67 пишет:
Что есть датчик "угловых ускорений" вообще? Каким образом ЕКА его сварганило?

Даже в этой ветке множество ссылок на описание СУ данного аппарата. Если затрудняет все найти за минуту с помощью Гугла.

Найти информацию о том, какой фирмы на Экзомарсе был IMU, мне не удалось даже за пол часа ковыряния в интернете :-) Может как-то не так ищу, но по очевидным запросам типа "Exomars IMU" у меня ничего не получилось.

[PIN]

А подчистили, например, здесь. http://spaceflight101.com/exomars/schiaparelli-edm/ А в этой ветке-нет.

[PIN]

И здесь, и в множестве статей осталось: https://www.google.de/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://s
olarsystem.nasa.gov/docs/2_Bayle_ExoMars_EDM_Overview.pdf&ved=0ahUKEwjTuYz6vfbUAhXOPFAKHdRADzgQFggkMAE&usg=AFQjCNGwjAS-hHMB-RgWMlEl5fEVMDQHsg

[PIN]

LN200 там был, их тысячи уже произвели

[SGS_67]

Echidna пишет:

PIN пишет:

SGS_67 пишет:
Что есть датчик "угловых ускорений" вообще? Каким образом ЕКА его сварганило?

Даже в этой ветке множество ссылок на описание СУ данного аппарата. Если затрудняет все найти за минуту с помощью Гугла.

Найти информацию о том, какой фирмы на Экзомарсе был IMU, мне не удалось даже за пол часа ковыряния в интернете :-) Может как-то не так ищу, но по очевидным запросам типа "Exomars IMU" у меня ничего не получилось.

Мне казалось, что логичнее всего ЕКА было бы произвести его самостоятельно.

PIN пишет:
И здесь, и в множестве статей осталось:https://solarsystem.nasa.gov/docs/2_Bayle_ExoMars_EDM_Overview.pdf

Спасибо за инфу; ссылку поправил до рабочего состояния.    

PIN пишет:
LN200 там был, их тысячи уже произвели

Скорее, десятки тысяч.
Вполне заурядная ИНС, даже не навигационного, а "тактического" класса, и не аттестованная для космоса. Однако.

1. Там нет датчика "угловых ускорений". Хоть это и не суть, но всё ж.

2. Непонятно, откуда "зашкал"? Предел измерений по угловой скорости данной ИНС -  11500 гр/с. Или 32 об/с. Или один оборот за 31 миллисекунду.
http://www.northropgrumman.com/Capabilities/LN200FOG/Documents/ln200.pdf
Хотя, для ВОГов (FOG) такая величина вызывает сомнения...

PS. Вероятно, речь идёт о модификациях LN-200C или S. Там +/-1000 град/с, что гораздо более правдоподобно.

.

[PIN]

SGS_67 пишет:
Мне казалось, что логичнее всего ЕКА было бы произвести его самостоятельно.

Смешно. Говорит о многом и сразу.

SGS_67 пишет:
Предел измерений по угловой скорости данной ИНС -11500 гр/с. Или 32 об/с. Или один оборот за 31 миллисекунду.

Угловая скорость насыщения и этого, и других подобных датчиков зависит от частоты опроса. И jerks (кратковременные ускорения) тоже важны. Конкретно в этом и по причине выставления флага насыщения не неочевидное по ИКД время.

[SGS_67]

PIN пишет: 

SGS_67 пишет: 
Мне казалось, что логичнее всего ЕКА было бы произвести его самостоятельно.

Смешно. Говорит о многом и сразу.

Если вы о том,что ЕКА, кроме сонма криворуких программистов, не имеет возможности содержать 4-5 грамотных инженеров-электроников и конструкторов, для проектирования ИНС для собственных КА, это действительно смешно.
И да, это говорит о многом, и сразу. Особенно в отношении дальнейших потуг.

PIN пишет:
Угловая скорость насыщения и этого, и других подобных датчиков зависит от частоты опроса.

Чи-во???  

Что у вас там курят, я тоже такое хочу...

И jerks (кратковременные ускорения) тоже важны. Конкретно в этом и по причине выставления флага насыщения не неочевидное по ИКД время.

Да хоть обвыставлятесь там ваших флагов.
Показания ИНС-то морозить зачем?
Ну, и методика - просто "адЪ и израиль". При полёте в атмосфере с парашютом, существуют куда более надёжные способы определения высоты и ориентации СА, тем более, при наличии радиовысотомера.

ЗЫ. Ну и вообще, раздолбать на ровном месте совершенно исправный аппарат - достойно не специалиста, а тупого кодера.
Как видим и читаем, последние в ЕКА рулят...

[uncle_jew]

SGS_67 пишет:
Показания ИНС-то морозить зачем?

А что ещё делать?

Если ИНС сообщает ошибку - то в отсутствие других данных логично взять последнее показание без ошибки. Т.к. ИНС теоретически вполне мог сдохнуть и без раскачивания аппарата.

Если, конечно, не предусматривать специальный сценарий "аппарат раскачался так, что ИНС потеряла вектор состояния". Что, очевидно, сделано не было.

А я правильно понимаю, что когда ИНС зашкаливает, то она больше не может вернуться в работоспособное состояние, т.к. информация о текущем положении аппарата утеряна и интегрировать нечего? И что если аппарат не умел приземляться без ИНС, то он был бы по любому обречён?

[PIN]

uncle_jew пишет:
Если ИНС сообщает ошибку - то в отсутствие других данных логично взять последнее показание без ошибки. Т.к. ИНС теоретически вполне мог сдохнуть и без раскачивания аппарата

Переполнение это не ошибка, для самодиагностированных отказов есть другой флаг в данном конкретном ИКД. Указанный диапазон угловых скоростей - для частоты опроса 400 Гц. Фактический линейно уменьшается соответственно частоте опроса, она выбирается пользователем.

[PIN]

uncle_jew пишет:
А я правильно понимаю, что когда ИНС зашкаливает, то она больше не может вернуться в работоспособное состояние

Данной конкретной беспатформенной по барабану. А вот пользователю, да, надо dead reckoning делать.

[Echidna]

PIN пишет:
LN200 там был, их тысячи уже произвели

Спасибо за информацию. Хороший "посадочный" гироскоп. :-) Из всего прочитанного я так и не понял, работал он как ДУС или как интегрирующий гироскоп - хотя это не важно. Чтобы делать выводы нужно знать много тонкостей о том, как борт аппарата работал. Товарищам из ЕКА виднее.

У нас на небезызвестном Фобосе тоже была БИНС на ВОГ с характеристиками по шумам похожими (хотя и похуже), а вот по максимальной скорости конечно меньше. Да и ускорений быть не могло таких, какие на Экзомарсе при вводе парашюта. Защита от "выбросов" измерений у нас была двухэтапная. Базировалась на фильтрах и на том, что было 2-а "трехголовых" БИНС работающих одновременно. Они фактически обеспечивали 6 разнонаправленных (как бы шестигранная пирамида) чувствительных элементов, между которыми специальный алгоритм идентифицировал сбойные. В итоге обеспечивалась работа при выходе из строя (или "выбросах измерений") 2 из 6 "головок" чувствительных элементов.

Какая уж была у коллег из ЕКА принята схема идентификации сбойных измерений и сглаживания - не знаю (тем более, что измерение, как я понял, и не было сбойным). Но думается, что не хуже той, что была у нас. Жаль, конечно, что так вышло и не всё предусмотрели. Можно было бы именно на время ввода парашюта предусмотреть специальный алгоритм обработки... но, как говорится, знал бы прикуп - жил бы в Сочи.

[PIN]

Echidna пишет:
В итоге обеспечивалась работа при выходе из строя

У Шрапнелли исходно не предусматривалось резервирования в датчиках  СУ и ядре БЦВК Бюджеты не позволяли, а цели не требовали.

[SGS_67]

uncle_jew пишет:

SGS_67 пишет:
Показания ИНС-то морозить зачем?

А что ещё делать?

Если ИНС сообщает ошибку - то в отсутствие других данных логично взять последнее показание без ошибки. Т.к. ИНС теоретически вполне мог сдохнуть и без раскачивания аппарата.

Предлагаю договориться о том, что ИНС должна лишь выдавать показания датчиков, в аналоговом или цифровом виде, и не иметь лишних мозгов.
В противном случае, это Очень Плохая ИНС.

А я правильно понимаю, что когда ИНС зашкаливает, то она больше не может вернуться в работоспособное состояние,

Не совсем.
Исправная ИНС всегда находится в работоспособном состоянии. Только, грубо говоря, у неё есть 2 режима работы:
1. Режим измерения. Выходные показания имеют известную функциональную зависимость от измеряемой величины. Чаще всего, линейную.
2. Режим ограничения. Выходные показания не соответствуют измеряемой величине, при превышении ей некоторых порогов (+ и -), и равны этим порогам.
Тонкости опустим, ибо не суть.

Теперь о том, что делать.
Этот вопрос выходит за рамки темы. Если есть интерес - стучитесь в личку.
Вкратце, так:
1. Делать ИНС, которую не зашкалит во всех мыслимых режимах полёта, при сохранении точности. Есть хорошие решения, если делать самому (не датчики, а именно систему!).
2. Делать дублирующие системы определения положения, основанные на иных принципах измерения.

Паллиативные способы компенсации насыщения ИНС (напр, интерполяции) относятся больше к художественной самодеятельности, и рассматривать их нет смысла вообще.

 т.к. информация о текущем положении аппарата утеряна и интегрировать нечего?

Интегрировать всегда есть чего. Но система ориентации, основанная на показаниях только гиро, без коррекции, является самой ненадёжной из всех, которые можно придумать для данного сабджа. Опять же, в силу целого ряда причин, и не только зашкала.

[SGS_67]

Echidna пишет:

PIN пишет:
LN200 там был, их тысячи уже произвели

Спасибо за информацию. Хороший "посадочный" гироскоп. :-) Из всего прочитанного я так и не понял, работал он как ДУС или как интегрирующий гироскоп

ДУС.