14488

14488

طراحي يك سيستم تعيين موقعيت مستقل مبتني بر ناوبري سماوي اپتيكي

كارشناسي ارشد

فناوري ماهواره

اسفند 1393

اسفند 1393

دكتر سيد مجيد اسماعيل‌زاده

دكتر سعيدعباد الهي

فناوري‏هاي نوين

چكيده تعيين موقعيت يكي از زيرسيستم¬هاي اصلي ماهواره مي¬باشد. تاكنون روش¬هايناوبريمتنوعي چوناستفادهازسيستمتعيينموقعيتجهاني ،داپلر ودوريس ارائه و در ماهواره¬ها موردمطالعه و بهره‌برداريقرارگرفته‌اند. اين روش¬هادقت¬هاي مختلفي دارند، اما نقطه مشترك تمامي آن‌ها،نيمه‌مستقل بودن آن‌هاست، يعني به سامانه¬هاي فضايي و زميني جهت تعيين موقعيت نياز دارند. اما در سيستم¬هاي ناوبري مستقل بدون نياز به اين سامانه¬ها، موقعيت ماهواره تعيين مي¬گردد. روش¬هاي ناوبري پيشنهادشده در اين پايان¬نامه از جمله سيستم¬هاي ناوبري مستقل در ماهواره مي-باشد.كه تركيب جديدي از سنسورهاي ناوبري را ارائه مي¬نمايد، بعلاوه بجاي فرايند تخمين معمول در روش¬هاي موجود،مستقيماً تعيين موقعيت و سرعت ماهواره را به انجام رسانده و فرايند تخمين صرفاً جهت حذف نويز اندازه¬گيري و ارتعاشات مورد استفاده قرار مي¬گيرد. در اين راستا دو روش براي تعيين موقعيت مستقل ماهواره ارائه مي¬شود. اين روش¬ها مبتني بر، محاسبه بردار يكه جهت ميدان گرانش زمين حاصل از سنسور شيب‌سنج و زاويه انكسار نور ستاره حاصل از ردياب ستاره مي¬باشد. روش اول پيشنهاديطراحي سيستم تعيين موقعيت مبتني بر انكسار ستاره، جهت بردار گرانش و يك ساعت دقيق مي¬باشد. اين روش نيازمند ماتريس انتقال وضعيت بين سيستم مختصات اينرسي و زميني است. ازاين‌رو براي كاهش حجم محاسبات و عدم نياز به يك ساعت دقيق راهكار دوم براي تعيين موقعيت مستقل ماهواره ارائه مي¬شود. اين رويكرد مبتني بر تعيين موقعيت حاصل از انكسار نور ستاره و جهت بردار گرانش است. در اين روش از ماتريس انتقال وضعيت دستگاه بدنه به اينرسي به‌جاي ماتريس انتقال وضعيت دستگاه اينرسي به زميني استفاده مي¬شود. با توجه به اينكه يكي از كاربردهاي روش¬هاي فيلترينگ، كاهش نويز اندازه¬گيري است، در ادامه از فيلتر كالمن توسعه‌يافتهجهت كاهش اثر نويز اندازه¬گيري داده¬هاي حسگر ستاره و انحراف سنج در تعيين موقعيت استفاده‌شده است. اين مطلب در كنار رؤيت همزمان چند ستاره به‌نوبه خود سبب افزايش دقت تخمين موقعيت و سرعت نيز مي¬گردد. شبيه‌سازي دقت مناسب روش پيشنهادي را نشان مي¬دهد. كليدواژه¬ : ناوبري سماوي، ناوبري سماوي مستقل، تعيين موقعيت، رديابي سماوي، روش‌هاي رديابي ماهواره، تعيين مدار به‌صورت مستقل در ماهواره