Планы дальнейшего развития магистерской программы "Навигация и управление в Космосе и на Земле. Математические методы и алгоритмы"

• Введение
• Состав магистерской программы
• Практикум
• Итоговая аттестация
• План дальнейшего развития

Планы дальнейшего развития программы

Дальнейшее развитие магистерской программы "Навигация и управление в Космосе и на Земле. Математические методы и алгоритмы" предполагает подготовку новых спецкурсов, задач физико-механического практикума, издание методических пособий по читаемым курсам и разработку элементов дистанционного обучения по указанной тематике. Предполагается включение в программу новых направлений.

Инерциально-спутниковые информационные технологии

Лаборатория управления и навигации имеет опыт многолетнего плодотворного сотрудничества с рядом ведущих научно-производственных предприятий России в области – разработки, внедрения и сопровождения программно-математического обеспечения информационной интеграции в современных навигационных комплексах (воздушных, наземных, морских).

Основные направления научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ лаборатории состоят в разработке математических моделей, анализе, проектировании и внедрении алгоритмов:

• калибровки инерциальных датчиков разного типа – акселерометров, гироскопов, датчиков угловой скорости;
• комплексирования инерциальных измерительных блоков и/или инерциальных навигационных систем (платформенных, бесплатформенных) с иными датчиками навигационной информации;
• обработки первичных измерений спутниковых навигационных систем (СНС) ГЛОНАСС и/или GPS в реальном времени и режиме постобработки (стандартный и дифференциальный режимы);
• тесной интеграции инерциально-спутниковых навигационных систем.

Эти направления исследований являются одними из самых востребованных на предприятиях авиационной и космической промышленности.

Геомониторинг

В настоящее время на кафедре прикладной механики и управления МГУ начаты разработки систем пассивной и активной стабилизации малых ИСЗ, используемых в задачах геомониторинга. Современные устройства для геомониторинга, установленные на микроспутниках (ИСЗ), служат для разведки природных ископаемых и исследования процессов, происходящих в ионосфере, а также позволяют предсказывать различные виды катастроф и определять способы их устранения. Для их успешной работы требуется разработка надежной и дешевой системы стабилизации ИСЗ, позволяющей использовать узконаправленные антенны и перейти в гигагерцевый диапазон для создания высокоскоростных каналов передачи обрабатываемой спутником информации на Землю. Это требует решения задач выбора датчиков информации, надежных и дающих нужную точность; выбора малогабаритных исполнительных элементов, потребляющих минимальное количество энергии; выбора алгоритмов управления системой стабилизации.

Биомеханика глазодвигательного аппарата

Во многих динамических объектах одним из звеньев в системе управления является человек-оператор, реализующий важные функции, обеспечивающие выполнение поставленной задачи. В случае, когда оператор находится на движущемся объекте, он оказывается подверженным динамическим факторам, сопутствующим движению.

Установлено, что такие факторы, как перегрузки, вибрации, шум, перепады давления и температуры, освещенности, отрицательно сказываются на состоянии оператора, и, главное, на его способности по управлению динамическим объектом.

По этой причине вопросы, связанные с моделированием динамических факторов полета, изучением особенностей их воздействия на организм человека, подготовкой и тренировкой операторов, изучаются на кафедре прикладной механики и управления уже более 30 лет.

Научная деятельность кафедры опирается на долговременное, надежное и взаимовыгодное сотрудничество с научно-исследовательскими институтами и предприятиями, работающими над этими проблемами. Необходимо упомянуть Институт медико-биологических проблем РАН, Центр подготовки космонавтов имени Ю.А.Гагарина, Институт военной медицины МО РФ, Московскую медицинскую академию имени И.М.Сеченова, научно-производственные объединения «Молния», «Ротор», «Полет», Центральный аэрогидродинамический институт имени Н.Е.Жуковского. Кафедра работает в тесном контакте ведущими мировыми научными центрами, например, с Массачусетским технологическим институтом, университетом города Пуэбла, медицинским университетом города Тулузы и другими. Это научное сотрудничество позволяет кафедре находиться на переднем крае научно-технического прогресса, дает возможность ставить эксперименты и участвовать в разработке современных тренажеров и стимуляторов. К примеру, в 2006-2007 годах в результате совместной работы кафедры и ИМБП РАН были разработаны техническое задание и конструкторская документация, а НПО «Полет» приступило к выпуску первого отечественного электровращательного кресла, обеспечивающего полный комплекс вестибулярной стимуляции испытуемых.

Студенты, магистранты и аспиранты кафедры активно участвуют в экспериментальной работе, поэтому их дипломные работы и диссертации имеют не только теоретическую, но и практическую ценность. В своей исследовательской работе они пользуются не только научным оборудованием кафедры и ее лабораторий, но и экспериментальной базой организаций – соисполнителей работ.

Объединение уникального экспериментального оборудования разных организаций, совместное проведение экспериментов, позволяет получать новые результаты, открывать неизвестные ранее явления. Примером такого плодотворного сотрудничества является ряд экспериментов, проведенных совместно с ЦПК имени Ю.А.Гагарина. Для имитации факторов авиакосмического полета использовалась уникальная центрифуга ЦФ-18 (Asea, Швеция), а для регистрации движений глаз испытуемого – принадлежащая кафедре видеоокулографическая система (Ulmer, Франция).

В результате этой работы впервые изучается процесс адаптации вестибуло-глазодвигательных реакций космонавта к условиям земной гравитации, остро протекающий после возвращения из длительного орбитального полета. Проводятся уникальные эксперименты по моделированию воздействия боковых перегрузок на зрительную функцию человека.