ВИЗУАЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЮСТИРОВКИ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО КОМПЛЕКСА КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА Д.В. Лебедев, А.И. ТкаченкоМ

План выступления
1. Введение
2. Варианты схемы решения задачи
3. Алгоритмы оценки взаимной ориентации трехгранников
4. Сценарии и результаты моделирования
5. Заключение
2/20

Рисунок 1 – Формирование отображения точки М на плоскости П
(r, C)
(1)
В системе координат XYZ (I)
В системе координат xyz (Е)
3/20

I – опорная система координат (СК);
E – СК, жестко связанная с КА;
E’ – СК, связанная с оптической системой КА (камерой)
(2)
(3)
4/20

(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
5/20

(11)
(12)
6/20
Алгоритм 1
(13)

7/20

(14)
(15)
– координаты n-го наземного ориентира в системе координат ;
– координаты центра масс КА в СК (от GPS);
– элементы матрицы направляющих косинусов между I и E (от астросистемы);
– координаты отображения n-го наземного ориентира, представленные
в СК E .
X, Y, Z
Алгоритм 2
8/20

(17)
(18)
9/20

Алгоритм 3
– координаты отображения n-го наземного ориентира, представленные в СК E .
– координаты отображения n-го наземного ориентира на плоскость изображений
П оптической системы; F – фокусное расстояние системы;
(19)
(20)
(21)
(22)
10/20

Система возмущений
Оптическая система
(камера)
Звездный датчик
GPS
Наземные ориентиры
11/20

.
.
,
12/20

При решении задачи юстировки искомой является матрица , при моделировании –
матрица . Последняя вычисляется по формуле
в которой первая строка отвечает случаю, когда используется информация от камеры
(при ) , вторая – при использовании информации от звездного датчика.
Принимается аппроксимация матрицы вида
.
13/20
(24)
(23)

где u – аргумент широты, i – наклонение орбиты, Ω – долгота восходящего узла орбиты;
( – текущее значение угла между направлением на точку весны и Гринвичским меридианом).
Орты и радиусов-векторов центра масс КА и вершины трехгранника Т соответственно
в проекциях на оси инерциальной системы координат I находятся по формулам
14/20
(25)
(26)

15/20
(27)

,
16/20
Характеристики круговой орбиты: высота – 680 км; наклонение орбиты – 98 град.
фокусное расстояние – 2,2 м; угол зрения – 3,4 град.
(28)

- неизвестный малый вектор углового рассогласования камеры и звездного датчика;
- отклонения модельной плоскости снимка от ее фактического положения,
- фиктивный поворот изображения в плоскости снимка.
17/20

– вектор направления на ориентир в базисе камеры; где
– координаты отображения
-го ориентира на чувствительной площадке камеры,
– фокусное расстояние камеры;
– орт направления на ориентир в базисе камеры.
,
(i=1, 2,…,n).
18/20
(29)
(30)
(31)
(32)

Начальная неопределенность распределена по нормальному закону,
среднеквадратическое отклонение 10 угл. секунд.
Среднеквадратические отклонения ошибок юстировки
19/20