Многоголовый звездный датчик 348К. Результаты наземной экспериментальной отработки
Автор: Карелин Андрей Юрьевич, Зыбин Юрий Николаевич, Князев Владимир Олегович, Поздняков Алексей Андреевич, Фомичев Никита Иванович
Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau
Рубрика: Авиационная и ракетно-космическая техника
Статья в выпуске: 4 (56), 2014 года.
Бесплатный доступ
Рассмотрен многоголовый звездный датчик 348К, разработка которого завершилась в ОАО «НПП «Геофизика-Космос» в 2013 году. Даны описание конструкции, состав и основные характеристики прибора. Из особенностей конструкции стоит выделить монолитный корпус объектива, реализующий одновременно и посадочную плоскость. Также в приборе 348К применена специальная система - канал геометрического эталона, которая является нерасстраиваемой оптической системой и формирует на фотоприемной матрице шесть изображений для автономной оценки и компенсации систематических погрешностей определения ориентации, вызванных термомеханическими воздействиями. Приведена укрупненная программа наземной экспериментальной отработки (НЭО) и подробности наиболее важных испытаний. При испытаниях прибора 348К впервые была внедрена проверка погрешностей в условиях подвижного основания. Испытания на воздействие протонов с энергиями 50, 100 и 200 МэВ под различными углами падения на фотоприемную матрицу (ФПМ) проводились с целью количественной и качественной оценки влияния падающих протонов на изображение. По результатам анализа возникающих устойчивых дефектных пикселей на ФМП было определено, что наибольший прирост дефектов возникает при энергии 200 МэВ. В ходе натурных испытаний были проведены измерения времени построения начальной ориентации. По результатам натурных испытаний были оценены случайные составляющие погрешностей определения ориентации одним блоком оптическим (БО) и двумя БО за 15 мин работы. Задачей натурных испытаний являлось подтверждение работоспособности прибора по реальным звездам, т. е. подтверждение правильности выбранных алгоритмических решений, а также методов обеспечения точности и чувствительности. Вся программа НЭО была выполнена успешно, результаты всех испытаний положительные. По результатам испытаний был выпущен итоговый отчет о НЭО. После проведения наземных испытаний первого штатного прибора 348К в составе космического аппарата было получено заключение о допуске к летным испытаниям, начало которых состоялось в 2014 году. По первой телеметрической информации видно, что прибор 348К работает и функционирует нормально, выдаёт кватернион ориентации и следит за звёздами в штатном режиме.
Звездный датчик, наземная экспериментальная отработка, точностные испытания, протоны, звездное небо
Короткий адрес: https://sciup.org/148177307
IDR: 148177307
Список литературы Многоголовый звездный датчик 348К. Результаты наземной экспериментальной отработки
- Колосов М. П. Оптика адаптивных угломеров. Введение в проектирование: монография. М.: Логос, 2011. 256 с.
- Schmidt U., Michel K., Airey S. P. Active pixel sensor technology applied in autonomous star sensors -advantages and challenges//AAS 07-063.
- Leparge G. Expected outcomeofAPS developments for astrophysics instrumentation, Astrophysics detector workshop. 2008.
- Гебгарт А. Я., Колосов М. П. Нерасстраиваемые оптические системы угломеров с неподвижной линией визирования//Оптический журнал. 2010. Т. 77, № 10. С. 48-53.
- Федосеев В. И., Карелин А. Ю., Короткова Е. Л. Калибровка угломерных оптических приборов КА по звездам//Оптический журнал. 1995. № 9. С. 26-32.
- Результаты летной отработки прибора звездной ориентации 329К и пути решения проблем создания аппаратуры с длительным сроком активного существования/Федосеев В. И. //Навигационные спутниковые системы, их роль и значение в жизни современного человека. Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2012. 382 с.
- Пат. 2399871 С1 Российская Федерация. Углоизмерительный звездный прибор/Гебгарт А. Я., Колосов М. П., Гусев М. Е. 2009.
- Пат. 2442109 С1 Российская Федерация. Углоизмерительный звездный прибор/Колосов М. П., Гебгарт А. Я. 2010.
- Accardo D. Tracring algorithm for star sensors using CMOS devices//IAA~2003.
- Fast tracking predicative centroiding scheme./M. U. Pehman //Proc. of SPIE. 2008. Vol. 7128.
- Quine B. Determination star -image location. A new subpixel interpolation techniques to process image centroids//Computer Physics Communication. 2007. № 177.
- Пат. 2408849 С1 Российская Федерация. Способ и устройство измерения угловых координат звезд/Абакумов В. М., Герасимов С. А., Исаков А. Н., Федосеев В. И. 2009.
- Пат. 2408898 С1 Российская Федерация. Способ поиска и обнаружения точечных целей оптикоэлектронными приборами/Абакумов В. М., Герасимов С. А., Исаков А. Н., Федосеев В. И. 2009.
- Пат. 2420761 С1 Российская Федерация. Способ измерения угловых координат точечной цели оптико-электронным прибором/Абакумов В. М., Герасимов С. А., Исаков А. Н., Федосеев В. И. 2009.
- Алексеев А. А., Мамаев В. Я. Использование нейросетевых технологий в задаче астронавигации//Аэрокосмические приборы и системы. 77 с.
- Кружилов И. С. Методы и программные средства повышения эффективности распознавания групп звезд в автономной астронавигации: автореф. дис.. к-та техн. наук: 05.13.11/Моск. энерг. ин-т (Техн. ун-т). М., 2010. 22 с.
- Liebe C. C. Star sensor for attitude determination//IEEE AES system magazine. 1995.
- Review. A survey on star identification Algorithms/B. B. Spratling //Algorithms. 2009. № 2.