10933

10933

طراحي الگوريتم تعيين وضعيّت ماهواره به وسيله ردياب ستاره و پياده سازي بر روي برد پردازش گر

كارشناسي ارشد

برق - الكترونيك

آبان ماه 1391

آبان ماه 1391

دكتر شهرام محمّد نژاد

چكيده تعيين وضعيّت يكي از نياز¬هاي اساسي ماهواره¬ براي حفظ جهت¬گيري آن¬ نسبت به خورشيد و زمين مي ¬باشد. صفحه¬¬ي خورشيدي ماهواره براي تأمين توان آن بايد به سمت خورشيد و آنتن¬هاي بهره بالاي ماهواره جهت مخابره اطّلاعات بايد به سمت زمين باشند. در اين پروژه از ميان افزاره هاي تعيين وضعيّت، ردياب ستاره را به¬دليل دقّت بالاي آن انتخاب نموديم. روش كار به اين صورت است كه ابتدا تصاويري از آسمان توسّط دوربين تهيّه مي¬شود. اين تصاوير در اختيار برد پردازش¬گر قرار مي¬گيرد تا ستاره¬ها در تصوير آشكار شده و مكان دقيق ستاره¬ها درون پيكسل تعيين شود. سپس با ستاره¬هاي تصوير الگوهايي (مثلث¬هاي ستاره¬) ساخته شده و با الگوهاي پايگاه داده (كاتالوگ جهت¬دار) مقايسه مي¬شوند. نتيجه¬ي الگوريتم تطبيق الگو، مشخّص شدن بردارهاي لختي و بدنه¬ي ستاره¬هاي تصوير مي¬باشد. با اين داده¬ها و اطّلاعاتي در مورد تبديل مختصات بدنه به لختي، وضعيّت ماهواره محاسبه مي¬شود. از تركيب الگوريتم مثلث¬جهت¬دار و روش هرمي به يك الگوريتم شناسايي ستاره¬ي جديد دست يافتيم. پايگاه داده¬ مثلثي را مطابق با الگوريتم شناسايي ستاره ساختيم كه شامل 960000 مثلث شد. براي الگوريتم¬هاي آستانه¬گيري و مركز جرم¬يابي از پنجره¬هايي با ابعاد 35*35 پيكسل استفاده نموديم. با اين كار ستاره¬هاي كم¬نور تصوير نيز آشكار شدند. دقّت الگوريتم مركزجرم¬يابي1/0 تا 01/0 پيكسل مي¬باشد. براي جستجوي در پايگاه داده جهت تطبيق الگو از روش k-vector استفاده شد كه داراي سرعت بالايي مي¬باشد. براي الگوريتم تعيين وضعيّت نيز از دو روش TRIAD و Quest استفاده نموديم تا از صحّت نتايج تعيين وضعيّت اطمينان حاصل كنيم. الگوريتم¬ها را بر روي برد ARM9 پياده¬سازي كرديم. دقّت تعيين وضعيت 1.15 arcsec در راستاي محورهاي Yaw و Pitch و 30.46 arcsec در راستاي محور Roll حاصل شد. زمان تعيين وضعيّت نيز در كامپيوتر و برد پردازش¬گر به¬ترتيب حدود 13/3و 5/9 ثانيه برآورد شد. واژه‌هاي كليدي:تعيين وضعيّت، مركزجرم¬يابي، تطبيق¬الگو، كاتالوگ¬ جهت¬دار، بعد، ميل و اندازه