Выполнение всех операций по обработке и анализу информации производится в режиме «горячего» резервирования, поэтому они реализуются практически без сбоев, с высоким уровнем надежности. Развитая система тест-диагностического контроля позволяет оперативно обнаруживать неисправные элементы, которые выводятся из рабочей конфигурации автоматически. После замены неисправного элемента его включение также производится автоматически.
В зависимости от типа космического аппарата и этапа полета в пределах физической конфигурации ИВК создаются функциональные конфигурации для решения конкретных задач баллистического, телеметрического и командно-программного обеспечения с необходимыми вычислительными ресурсами и надежностью. Наибольшие возможности в этом плане имеют универсальные вычислительные системы, каждая из которых может быть привлечена для решения любой задачи первой группы.
Функциональные конфигурации ИВК формируются в соответствии с планом работы Центра с помощью комплекса программно-аппаратных средств командного пункта Центра.
Условно-информационно-вычислительный комплекс Центра делится на четыре функционально обособленных комплекса: телеметрический, командный, баллистический и средств отображения, Все эти комплексы взаимосвязаны и обмениваются необходимыми данными по автоматическим каналам. Они имеют в своем составе аппаратуру, обеспечивающую автоматическую связь по телефонным и телеграфным каналам с внешними абонентами. Телеметрический информационно-вычислительный комплекс, кроме того, связан с широкополосными каналами, по которым одновременно принимает несколько высокоинформативных потоков телеметрической информации. Имеют они также и развитую терминальную сеть, которая включает сотни дисплеев, несколько десятков быстродействующих средств документирования и графопостроителей. Терминальные устройства вынесены непосредственно в помещения групп поддержки.
Вычислительный комплекс Центра оснащен развитыми средствами общего системного программного обеспечения, включающими разноязыковые системы программирования, операционные и диалоговые системы, системы организации данных на внешних носителях.
Космические корабли так же, как и корабли земные, нуждаются в средствах навигации. Поэтому для космоплавания предусматривается баллистико-навигационное обеспечение. Оно включает в себя следующие элементы:
разработку модели движения космического аппарата (КА) с учетом всех сил, действующих на него в процессе полета, включая гравитационное поле Земли, верхнюю атмосферу, притяжение Луны, Солнца и планет Солнечной системы;
обоснование баллистической схемы полета, состава и схемы проведения траекторных измерений, маневров, спусков, определение точностных характеристик положения КА в пространстве для обеспечения различных экспериментов;
оперативный анализ соответствия расчетного и реального движения КА и выработка соответствующих рекомендаций;
проведение необходимого объема расчетов баллистической информации, используемой для целей управления КА на всех этапах полета и штатных и нештатных ситуациях;
послеполетную обработку и анализ проведения научных и народнохозяйственных экспериментов с целью уточнения методик проведения их и используемых моделей движения КА.
Оперативное баллистико-навигационное обеспечение производится по траекторной информации, получаемой с наземных и корабельных станций слежения, а также по результатам анализа телеметрической информации, поступающей с борта КА и тренаж-но-моделирующего комплекса.
Навигаторы на Земле решают следующие основные задачи:
определение и прогнозирование параметров орбиты по данным траекторных измерений;
расчет баллистической информации, необходимой для работы экипажей, персонала рабочих групп управления, наземных и корабельных средств;
расчет данных для проведения маневров космических аппаратов;
расчет данных для обеспечения сближения и стыковки транспортных кораблей и станции;
расчет данных для проведения научных и народнохозяйственных экспериментов;
расчет времени старта космических аппаратов;
расчет данных для проведения спусков КА в заданные районы.
Баллистико-навигационные расчеты проводятся тремя территориально-разнесенными баллистическими центрами. Расчеты проводятся по разным методикам, тем самым обеспечивается их надежность и достоверность. Анализ полученной баллистико-навигацион-ной информации, принятие решения и выработка рекомендаций по управлению полетом космических аппаратов выполняются головным баллистическим центром, размещенным в ЦУП. Рассчитанная баллистическая информация поступает на выносные терминальные устройства специалистов Центра управления, на средства индивидуального и коллективного отображения, передается по наземным и спутниковым каналам связи на станции слежения и на борт космических аппаратов.
Для проведения навигационных измерений привлекаются наземные станции слежения, расположенные вблизи крупных городов СССР, и морские суда, находящиеся в определенных точках Мирового океана. В качестве навигационных измерений используются радиолокационные измерения дальности, скорости изменения этой дальности и углов, определяющих положение в пространстве линии «станция слежения — космический аппарат». Проведение расчетов непрерывно контролируется специалистами-баллистиками, которые при необходимости могут внести коррекции в вычислительный процесс с выносных пультов терминальной сети.
Одними из основных видов информации, на основании анализа которой осуществляется управление полетом, являются телеметрические данные. Этот вид информации предназначен для контроля работоспособности и оценки состояния экипажа, бортовых систем, контроля правильности исполнения команд и заданных динамических режимов и операций. На основании анализа телеметрической информации оперативно принимаются решения по действиям экипажа и управлению с Земли.
Обработка и анализ телеметрической информации позволяют получить результаты, отображающие состояние КА в требуемом для принятия решения виде.
Бортовые телеметрические системы являются одним из основных источников информации о процессах и явлениях, протекающих на КА, и обеспечивают устойчивую связь между КА и наземными станциями слежения. Скорость передачи телеметрической информации оценивается сотнями тысяч бит в секунду. Так, число измеряемых физических параметров на орбитальных станциях типа «Салют» достигает 2000, на кораблях «Союз Т» и «Прогресс» — приблизительно по 1000. Столь значительные объемы передаваемой на Землю телеметрической информации вызваны качественным и количественным усложнением новых поколений космических аппаратов, расширением областей их использования.
Прием телеметрической информации на Земле осуществляется станциями слежения, расположенными на территории Советского Союза и кораблях командно-измерительного комплекса. Станции слежения передают в Центр управления полные и сокращенные потоки телеметрической информации.
В Центр управления полетом информация поступает по широкополосным и телефонным каналам связи. При этом по широкополосным каналам идет необработанная информация со станций слежения на участках выполнения динамических операций (выведение на орбиту ИСЗ, коррекция орбиты, сближение, стыковка и т. п.), научных и технических экспериментов. Телефонные же каналы связи используются для передачи обработанной на станциях слежения информации, как правило, на дежурных участках полета.
Весь поток информации, несмотря на то, что объем его довольно значителен, обрабатывается в темпе приема на вычислительных системах, и результаты выдаются в реальном масштабе времени. При отсутствии прямой видимости между КА и наземной станцией информация записывается на бортовое запоминающее устройство и передается на Землю в очередных сеансах связи.
Управление процессом сбора и обработки телеметрической информации осуществляется службой телеметрического обеспечения Центра управления.
Обработка принятого потока телеметрической информации производится в телеметрическом информационно-вычислительном комплексе, который выполняет следующие операции: определение режима работы и идентификацию бортовой радиотелеметрической системы; сглаживание шумовой составляющей; уменьшение избыточности потока измерений; выделение и масштабирование существенных достоверных измерений; преобразование значений телеметрических измерений из относительного масштаба, выраженного в двоичных единицах или процентах, в масштабе физических величин, то есть в градусы, давление, и, наконец, на основе этих результатов получение обобщенных параметров, логических зависимостей, статистических данных. Для решения этих задач используются алгоритмы уменьшения избыточности и повышения достоверности, алгоритмы матриц состояния параметров, алгебраических уравнений и ряд других.
