Развитие методов ортокорреляционного астроориентирования применительно к межспутниковой оптической связи Ю.М.Афанасенков, Д.В.Васильев, А.В.Гапон, В.Н.Григорьев, - презентация

1 Развитие методов ортокорреляционного астроориентирования применительно к межспутниковой оптической связи Ю.М.Афанасенков, Д.В.Васильев, А.В.Гапон, В.Н.Григорьев, В.В.Сумерин, Е.А.Фирсов ОАО «Научно-производственная корпорация «Системы прецизионного приборостроения» г. Москва, г. Москва,

2

3 Модуль оптический передающий Антенны пеленгатора поиска и захвата и маяка Антенна передатчика Опорно- поворотное устройство Маяк Передатчик

4 Модуль оптический принимающий

5 Схема выхода на связь

6 Схема выхода на связь (продолжение)

7 Область автозахвата направления в звездном поле

8 Система ориентирования луча в заданную точку звездного поля Система ориентирования луча в заданную точку звездного поля

9 Идеальная ш/п автокорреляция (АКФ) при (s) = (s) Im M(f) = 0 при четн (s) = (s) Im M(f) = 0 Взвешенная (измеримая) АКФ при (s) = (-s) Im M(f) = 0 при четн (s) = четн (-s) Im M(f) = 0 (мера сходства) Коэффициент корреляции (мера сходства) Идеальная ш/п ортокорреляция (ОКФ) (s) = 1/s Re M(f) = 0 при нечетн (s) = 1/s Re M(f) = 0 Взвешенная (измеримая) ОКФ (s) = - (-s) Re M(f) = 0 при нечетн (s) = - нечетн (-s) Re M(f) = 0 (мера различия) Коэффициент ортокорреляции (мера различия) Измеримые корреляционные характеристики финитных сигналов как функции аддитивного сдвига Обозначения: E(f) – спектральная плотность энергии сигнала Автокорреляция: Ортокорреляция:

10 Оценка областей захвата при наличии трехмерных сдвигов Оценка областей захвата при наличии трехмерных сдвигов

11 Астрономическая ситуация

12 Неравенство, определяющее необходимый уровень сигнала где: m – визуальная звездная величина, k – коэффициент пропускания оптики, D – диаметр объектива, k 1 – поправка на размазывание изображения во время экспозиции, а также (возможно) из-за попадания пятна по нескольким пикселям; K – чувствительность матрицы (эл/лм) к свету звезды с данным спектральным классом; t эксп – время экспозиции; (S/N) необх – необходимое для правильной работы соотношение сигнал/шум; n – шум матрицы (в электронах)

13 Поправка к звездной величине из-за разных спектральных чувствительностей глаза и матрицы

14 Вероятность увидеть хотя бы 3 звезды ярче заданной эффективной величины в экваториальной области

15 Угол зрения 1 о х1 о, диаметр объектива 80мм, коэффициент пропускания оптики: 1, относительного углового движения нет (применена стабилизация), функция рассеяния точки (ФРТ) является гауссовской кривой с σ=1, матрица – STAR250, 512x512, время экспозиции: 70 мс, DE: 1 o, RA: 1h0m

16 Выводы: Применяя ортокорреляционные измерители сдвигов по двум координатам и крену, хорошо зарекомендовавшие себя в прошлых разработках, а также пересчитанный к спектральной чувствительности матрицы звездный каталог, можно построить астроориентатор, обеспечивающий автоматическое наведение системы оптической связи на геостационарный спутник. Применяя ортокорреляционные измерители сдвигов по двум координатам и крену, хорошо зарекомендовавшие себя в прошлых разработках, а также пересчитанный к спектральной чувствительности матрицы звездный каталог, можно построить астроориентатор, обеспечивающий автоматическое наведение системы оптической связи на геостационарный спутник. Использование беспоисковых методов, в частности, ортокорреляционного дискриминатора, позволяет достичь малых вычислительных затрат и занимаемой памяти. Использование беспоисковых методов, в частности, ортокорреляционного дискриминатора, позволяет достичь малых вычислительных затрат и занимаемой памяти. Благодаря линейности системы, существует возможность накопления данных в течение последовательности кадров, несмотря на значительный уход изображения за время наблюдения, что позволяет обойтись малыми габаритами оптической системы. Однако требуются дальнейшие опытно- конструкторские разработки, чтобы эффективно увязать между собой узлы системы. Благодаря линейности системы, существует возможность накопления данных в течение последовательности кадров, несмотря на значительный уход изображения за время наблюдения, что позволяет обойтись малыми габаритами оптической системы. Однако требуются дальнейшие опытно- конструкторские разработки, чтобы эффективно увязать между собой узлы системы.