Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Тип оптического устройства – астрономическое устройство.
Type of optical device
an astronomy device
Звездный трекер – это оптическое устройство, которое измеряет положение звезд с помощью фотоэлементов или камеры. Поскольку положение многих звезд было измерено астрономами с высокой точностью, звездный трекер на спутнике или космическом аппарате может использоваться для определения ориентации (или углового положения) космического аппарата относительно звезд. Для этого звездный трекер должен получить изображение звезд, измерить их видимое положение в системе координат космического аппарата и идентифицировать звезды, чтобы сравнить их положение с известным абсолютным положением из звездного каталога. Звездный трекер может включать в себя процессор для идентификации звезд путем сравнения наблюдаемой картины звезд с известной картиной звезд на небе.
A star tracker is an optical device that measures the positions of stars using photocells or a camera. As the positions of many stars have been measured by astronomers to a high degree of accuracy, a star tracker on a satellite or spacecraft may be used to determine the orientation (or attitude) of the spacecraft with respect to the stars. In order to do this, the star tracker must obtain an image of the stars, measure their apparent position in the reference frame of the spacecraft, and identify the stars so their position can be compared with their known absolute position from a star catalog. A star tracker may include a processor to identify stars by comparing the pattern of observed stars with the known pattern of stars in the sky.
История
В 1950-х и начале 1960-х годов звездные трекеры являлись важной частью первых баллистических ракет большой дальности и крылатых ракет, в период, когда инерциальные навигационные системы (ИНС) не обеспечивали достаточной точности для межконтинентальных расстояний. Эти "звездно-инерциальные" системы были особенно распространены с 1950-х по 1980-е годы, хотя некоторые системы используют их до сих пор.
In the 1950s and early 1960s, star trackers were an important part of early long range ballistic missiles and cruise missiles, in the era when inertial navigation systems (INS) were not sufficiently accurate for intercontinental ranges. These "stellar inertial" systems were especially common from the 1950s through the 1980s, although some systems use it to this day.
Современная технология
В настоящее время доступно множество моделей. Существуют также открытые проекты, предназначенные для использования глобальным сообществом исследователей и разработчиков CubeSat. Звездные трекеры, требующие высокой чувствительности, могут давать сбои из-за солнечного света, отраженного от космического аппарата, или выхлопных газовых струй от двигателей космического аппарата (будь то отражение солнечного света или загрязнение окна звездного трекера). Звездные трекеры также подвержены различным ошибкам (низкой пространственной частоты, высокой пространственной частоты, временным ошибкам) и различным оптическим источникам ошибок (сферической аберрации, хроматической аберрации и т.д.). Существует также множество потенциальных источников ошибок для алгоритма идентификации звезд (планеты, кометы, сверхновые, бимодальный характер функции рассеяния для соседних звезд, другие близлежащие спутники, точечное световое загрязнение от крупных городов на Земле и т.д.). Обычно используется около 57 ярких навигационных звезд. Однако для более сложных миссий используются базы данных всего звездного поля для определения ориентации космического аппарата. Типичный звездный каталог для высокоточной ориентации создается на основе стандартного базового каталога (например, от Военно-морской обсерватории США) и затем фильтруется для удаления проблемных звезд, например, из-за изменчивости видимой звездной величины, неопределенности цветового индекса или положения в диаграмме Герцпрунга — Рассела, указывающего на ненадежность. Такие звездные каталоги могут содержать тысячи звезд, хранящихся в памяти на борту космического аппарата, или обрабатываемых с помощью инструментов на наземной станции и затем загружаемых.
Many models are currently available. There also exist open projects designed to be used for the global CubeSat researchers' and developers' community. Star trackers, which require high sensitivity, may become confused by sunlight reflected from the spacecraft, or by exhaust gas plumes from the spacecraft thrusters (either sunlight reflection or contamination of the star tracker window). Star trackers are also susceptible to a variety of errors (low spatial frequency, high spatial frequency, temporal, ) in addition to a variety of optical sources of error (spherical aberration, chromatic aberration, etc.). There are also many potential sources of confusion for the star identification algorithm (planets, comets, supernovae, the bimodal character of the point spread function for adjacent stars, other nearby satellites, point source light pollution from large cities on Earth, ). There are roughly 57 bright navigational stars in common use. However, for more complex missions, entire star field databases are used to determine spacecraft orientation. A typical star catalogue for high fidelity attitude determination is originated from a standard base catalog (for example from the United States Naval Observatory) and then filtered to remove problematic stars, for example due to apparent magnitude variability, color index uncertainty, or a location within the Hertzsprung Russell diagram implying unreliability. These types of star catalogs can have thousands of stars stored in memory on board the spacecraft, or else processed using tools at the ground station and then uploaded.