М. В. Клюшников, аспирант
ФГУП НПП "ОПТЭКС"
В настоящее время в ряде задач космических исследования возникла необходимость прецизионного определения ориентации КА с высоким временным разрешением. Причем, нередко, нет необходимости получать данные об ориентации в реальном масштабе времени. Зачастую, вполне допустимой является задержка получения данных в 1-2 с. Такими задачами могут быть фотограмметрическая калибровка телескопа по звездному небу, съемка подстилающей поверхности в режиме заметания изображения и ряд других задач. Особенно актуально использование такой технологии для малогабаритных КА (микроспутниках), система угловой стабилизации которых часто имеет несколько худшие характеристики.
Для получения данных об ориентации КА с высоким временным разрешением используется трекиноговый звездный датчик. В отличие от обычного звездного датчика в трекинговом датчике предусмотрен режим, в котором осуществляется тактирование управляющих электродов полнокадровой ПЗС матрицы в течение времени накопления. При этом вместо точечных изображений звезд на ПЗС образуются треки. По отклонению этих треков от прямолинейности можно определить угловое движение КА в направлении, перпендикулярном направлению треков (столбцов ПЗС). Для определения углового движения КА в другом направлении используется вторая ПЗС матрица, повернутая на 900 относительно первой. Возможные компоновки трекиногового звездного датчика показаны на рисунке.
В варианте А для получения изображения одной и той же звезды на двух матрицах используется светоделительная призма. В варианте Б на установленные рядом матрицы проецируются не один и тот же, а соседние участки звездного неба и проводится анализ терка не одной и той же звезды, а различных. В третьем варианте вместо светоделительной призмы используются два объектива, которые строят изображения одного и того же участка звездного неба.
В докладе приводятся результаты энергетического и точностного расчета трекингового звездного датчика, а также описываются алгоритмы его работы. Показано, что по отклонению треков от прямолинейности можно точно (в пределах ошибок измерений) определить угловую ориентацию КА в течение времени накопления с временным разрешением до нескольких сотен герц.
