 |
ЗД ориентации фирмы SODERN. ЗД ориентации производства фирмы Jena-Optronik. ЗД ориентации производства фирмы Galileo Avionica
|
|
|
|
ЗД ориентации фирмы SODERN
Одним из мировых лидеров по производству звездных приборов является французская фирма SODERN. Сегодня она выпускает звездные приборы SED16, SED26, SED36 и HYDRA. Все эти приборы являются автономными, т. е. способны определять параметры ориентации с помощью собственных вычислительных средств. В мае 2002 г. прибор SED16 (рис. 1. 4. 2) был впервые выведен в космос на космическом аппарате SPOT5. Этот прибор был основан на ПЗС-матрице размером 1024× 1024 элемента. Разработчики предусмотрели две возможности крепления прибора: горизонтально и вертикально. Прибор имеет зеркальные кубы для определения системы координат прибора относительно системы координат КА.
Рис. 1. 4. 2. Внешний вид прибора SED16/26
ЗД ориентации производства фирмы Jena-Optronik
Еще одним ведущим мировым производителем является немецкая фирма Jena-Optronik, созданная в ГДР на базе Народного предприятия «Карл Цейсс Йена». Первый звездный прибор, основанный на ПЗС, фирма Jena-Optronik разработала совместно с Институтом космических исследований АН СССР. Сегодня фирма Jena-Optronik производит три модели звездных приборов: ASTRO 10, ASTRO 15 (рис. 1. 4. 3) и ASTRO APS (рис. 1. 4. 4). Все приборы являются автономными.
Рис. 1. 4. 3. Внешний вид прибора Рис. 1. 4. 4. Внешний вид прибора
АSTRO15 без бленды ASTRO APS
ЗД ориентации производства фирмы Galileo Avionica
Итальянская фирма Galileo Avionica разрабатывает и производит ЗД для микроспутников. В настоящее время она выпускает приборы A-STR (рис. 1. 4. 5) и AA-STR (рис. 1. 4. 6). Все приборы являются автономными.
Рис. 1. 4. 5. Прибор А-STR Рис. 1. 4. 6. Прибор AA-STR без бленды
В новом приборе AA-STR специалисты фирмы Galileo Avionica пытались применить КМОП-матрицу STAR-1000, но им не удалось достичь нужных параметров прибора. Поэтому пришлось отказаться от использования этой матрицы и применить более дорогую (доработанную модификацию этой матрицы) STAR-1000 HAS.
|
|
|
ЗД ориентации производства фирмы Ball Aerospace
Фирма Ball Aerospace (США), являясь крупным производителем спутников, разрабатывает и производит для них ЗД ориентации СТ-602 (рис. 1. 4. 7), СТ-631, СТ-632, СТ-633 (рис. 1. 4. 8). Среди этих приборов присутствует только один автономный прибор СТ-633 — остальные для вычисления параметров ориентации используют вычислительные мощности бортового компьютера.
Рис. 1. 4. 7 Внешний вид прибора Рис. 1. 4. 8 Внешний вид прибора
CT-602 CT-631, CT-632, CT-633
Серия ЗД СТ-63x разрабатывалась для микроспутников и имеет широкое поле зрения. Масса приборов снижена более чем в два раза по сравнению с предыдущими разработками. Особенностью ЗД СТ-632 является работа на больших угловых скоростях — до 72 град/с. Этот звездный прибор применяется на спутниках, которые для стабилизации используют вращение. [2]
2. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ЗВЕЗДНОГО ДАТЧИКА
На рис. 2. 1-2. 2 представлен датчик звездного неба:
Рис 2. 1 Общий вид датчика звездного неба.
Рис. 2. 2 Разрез общего вида звездного датчика.
1 - корпус;
2 - оптическая система (объектив);
3 - бленда;
4 - матричный приемник излучения;
5 - центральный модуль;
6 - электронная единая плата;
7 - гибкие участки электронной единой платы;
8 - термоэлектрический охладитель Пельтье;
9 - пластина, выполняющая функцию крышки корпуса.
Функционирование звездного датчика происходит следующим образом. Оптическая система — объектив ЗД — строит изображение участка звездного неба на ПЗС-приемнике, расположенном в фокальной плоскости. Приемник некоторое время накапливает излучение, а затем передает получившееся изображение на обработку. Блок электроники ЗД или бортовая система управления КА должны проделать над полученным изображением следующие действия:
|
|
|
• произвести поиск изображений звезд на изображении фрагмента неба;
• для найденных звезд получить оценки координат их центров на ПЗС-матрице и оценки блеска;
• произвести отождествление конфигурации звезд в поле зрения ЗД со звездами из бортового каталога с учетом помех;
• определить углы ориентации ЗД и оценить их погрешности;
• сделать прогноз входа и выхода звезд из поля зрения.
Рис 2. 3 Схема функционирования датчика звездного неба.
В результате этой процедуры мы получаем трехосную абсолютную ориентацию ЗД (и, следовательно, аппарата, на котором он установлен), определенную относительно инерциальной системы координат, связанной со звездами. Объем необходимых вычислений очень сильно зависит от предварительной информации об ориентации ЗД. Самой длительной будет полная процедура восстановления ориентации, когда априорная информация отсутствует: такая процедура выполняется при включении системы ЗД или при потере ориентации.
В ходе ее полученная на изображении конфигурация звезд сравнивается с конфигурациями звезд бортового каталога на всем небе. Если ориентация ЗД в пространстве приблизительно известна, например, по предыдущим измерениям, проведенным ЗД, то чем точнее эта информация, тем быстрее можно определить новую ориентацию ЗД. К последней процедуре также применяется термин «уточнение ориентации».
|
|
|
