یادداشت فنی: طراحی و ساخت بستر سخت افزاری حسگر ستاره مبتنی بر الگوریتم های ردیابی ستاره به منظور تعیین وضعیت ماهواره

تعیین وضعیت یکی از مسائل مهم و حیاتی در ماموریت های فضایی ماهواره هاست. در این تحقیق، روش جدیدی برای تعیین وضعیت ماهواره ها توضیح داده شده است که براساس آن، فضای جستجو خیلی محدودتر شده و بنابراین، دقت و سرعت روش پیشنهادی در تعیین وضعیت ماهواره افزایش یافته است. در این روش، ابتدا الگوریتم های یک ردیاب ستاره برای تعیین وضعیت ماهواره، پیاده سازی و تست می شود و سپس، الگوریتم هایی مانند الگوریتم مرکزیابی، شناسایی الگو و در نهایت، تعیین وضعیت بررسی و اجرا خواهد شد. برای اجرای این الگوریتم ها به تصاویر با کیفیت بالا از ستارگان نیاز است که باید توسط دوربین ردیاب ستاره تهیه شود. با این تصاویر برای پردازش های لازم به پردازنده منتقل می شود و پردازنده براساس الگوریتم های طراحی شده، وضعیت دوربین و بعد از آن ماهواره را در راستای هر سه محور تعیین می کند. به این صورت که ابتدا ویژگی هایی برای ردیاب ستاره در نظر گرفته می شود و بر اساس آنها فرایند طراحی آغاز می شود. یکی از این ویژگی ها، محدوده دقت تعیین وضعیت حسگر است. در مقاله حاضر، این محدوده برای وضعیت در دو محور یاو و پیچ کمتر از 20 ثانیه در مقیاس درجه و برای محور رول کمتر از 100 ثانیه در مقیاس درجه در نظر گرفته شده است. همان طور که از نتایج مشخص است، دقتی خیلی بهتر و کمتر از فرضیات اولیه حاصل شده است. همچنین، با اجرای یک االگوریتم مرکزیابی تطبیقی، دقت حسگر افزایش داده شده است طوری که تنها ستارگان روشن تر تصویر، مرکزیابی و براساس آنها تعیین وضعیت می شود. زیرا براساس تحقیقات انجام شده، مرکز ستارگان روشن تر، دقیق تر محاسبه می شود. ویژگی مهم دیگر، سرعت اجرای الگوریتم شناسایی است که با پردازنده ای با سرعت GHz 1 و اصلاح الگوریتم شناسایی هرمی، زمان کمتر از 15 میلی ثانیه حاصل شده است. با توجه به این مدت زمان، نرخ بروزرسانی مطلوب خواهد بود. دانستن مختصات دقیق نقطه برخورد بردار فاصله کانونی لنز با آشکارساز تصویر، پارامتر مهم دیگری است که روی دقت تعیین وضعیت اثرگذار است و با انجام کالیبراسیون زمینی برای دوربین می توان با دقت خوبی، این پارامتر را تخمین زد.