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World File Search System星跟踪器
使用商用星跟踪器探测在轨碎片的可行性分析
美国太空监视网络 (SSN) 目前跟踪低地球轨道 (LEO) 上的 23,000 多个驻留空间物体 (RSO)。SSN 使用地面雷达和光学方法，这些方法易受大气、天气和光照条件变化的影响。这些障碍将监视能力限制在特征长度大于 10 厘米的物体上。因此，数十万个较小的 LEO RSO 仍未被跟踪，从而降低了整体太空态势感知能力。先前的研究已经证明了使用太空商用星跟踪器 (CST) 探测和跟踪特征长度大于 10 厘米的物体的可行性。我们在本文中提出的分析表明，CST 也可用于探测尺寸小于 10 厘米的碎片颗粒。我们将粒子建模为具有零相位角和 10% 反射率的朗伯球。碎片颗粒的视在目视星等表示为颗粒大小和 RSO-CST 距离的函数，并与各种 CST 的灵敏度水平进行比较。我们发现，在适当照明的情况下，一些 CST 甚至可以在数十公里的距离内探测到特征长度在 1 厘米到 10 厘米之间的碎片。更灵敏的 CST 可以识别数百公里外该尺度较大端（即 10 厘米）的 RSO；或者，它们可以在更近的距离内追踪小于 1 厘米的物体。
用于自主视线导航的高精度星跟踪器算法的设计和仿真。⋆
深空立方体卫星正成为普通航天器的宝贵替代品。它们的开发可以标志着太空探索的新纪元，由于任务成本明显降低，为许多太空领域参与者拓宽了可能性。为了正确利用微型探测器，自主导航是必不可少的支柱。在此框架中，视线 (LoS) 导航是深空巡航期间状态估计的宝贵选择。视线导航是一种光学技术，基于对可见天体（例如行星）的观测，这些天体的星历表是众所周知的。这些天体的方向是通过机载光学仪器（照相机或星跟踪器）获得的，并在导航滤波器中将其与机载存储的星历表检索到的实际位置进行比较。在机载上执行完整估计程序的可能性使该技术成为自主深空立方体卫星的有效候选者。导航精度尤其取决于两个特性：观测几何和视线方向提取精度 [1]。第一个取决于任务场景，它定义了可见物体及其相对几何形状。第二个取决于成像硬件、图像处理算法以及任务几何形状。尽管可以稍微调整任务以在有利的观测几何窗口期间发生 [2]，但通常它不够灵活，无法提高估计精度。因此，LoS 方向提取精度在整体导航性能中起着至关重要的作用。在此背景下，这项工作旨在正确生成合成星跟踪器图像，然后用于测试设计的 LoS 提取算法的性能。合成图像的生成取决于成像传感器和镜头的特性。对于星跟踪器，假设使用针孔相机模型。Hipparcos-2 目录用于检索可见恒星的方向，这些方向在传感器参考系中转换。恒星的视星等转换为传感器阵列上读取的光电子数量。此转换取决于传感器的特性（像素大小、填充因子、量子效率）、镜头直径和曝光时间。为了在恒星质心算法中达到亚像素精度，入射光被故意弄模糊，因此信息分散在不同的像素上。这是用高斯分布模拟的。行星的模拟不那么简单，因为形状和视星等都取决于观测几何。为了正确
星跟踪器电子设备的开发和实施
CCD - 电荷耦合器件 CCTV - 闭路电视 CMOS - 互补金属氧化物半导体 EMC - 电磁兼容性 FIFO - 先进先出 FOV - 视场 FPGA - 现场可编程门阵列 FPS - 每秒帧数 GUI - 图形用户界面 I 2 C - 集成电路间 iLCC - 无引线芯片载体 IO - 输入输出 KTH - 皇家技术大学 LASER - 受激发射光放大 LED - 发光二极管 LISA - 迷失空间算法 LVTTL - 低压晶体管-晶体管逻辑 MP - 百万像素 PCB - 印刷电路板 SEU - 单粒子翻转 SOC - 片上系统 SPI - 串行外设接口 SPP - 空间与等离子体物理学 UART - 通用异步接收器/发射器 USB - 通用串行总线 VHDL -（超高速集成电路）硬件描述语言