Особенности проектирования звездных каталогов для датчиков ориентации космических аппаратов

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅或者付费存取

详细

Представлена краткая история создания звездных датчиков ориентации в Институте космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН) и каталогов звезд для них. Описан проведенный в начале 1970-х годов эксперимент по синхронной съемке звезд и земной поверхности с борта пилотируемых станций Салют-2, -3. Показаны трудности ввода фотоснимков в электронно-вычислительные машины (ЭВМ) того времени. На основе каталогов звезд SAO, Hipparcos и Gaia составлено около 11000 микрокаталогов вокруг наиболее ярких звезд небесной сферы. Каждый из них содержит в центре одну звезду с магнитудой до 7.8m и все звезды окружения до 13m в радиусе 15ʹ. Микрокаталоги объединены в “Базовый каталог звезд”, который в ближайшей перспективе будет использоваться для составления бортовых каталогов звезд для датчиков ориентации космических аппаратов семейства БОКЗ. Для работы с базовым каталогом разработаны и используются в тестовом режиме две программы: Catalog Guide и Star Manager. Первая программа предназначена для просмотра базового каталога, визуализации его фрагментов и составления списков звезд с заданными параметрами. Вторая программа носит расчетно-аналитический характер. В ней собраны математические модели звездных датчиков ориентации семейства БОКЗ, а также математический аппарат, позволяющий детально моделировать наиболее тонкие элементы бортовой обработки данных. Обе программы могут работать в ручном и автоматическом режимах. Отработанная на нескольких звездах в ручном режиме последовательность действий затем может выполняться автоматически для больших списков звезд. В статье описываются структура и содержание базового каталога, а также иллюстрируется работа с ним с помощью специально разработанных для этой цели программ.

全文:

受限制的访问

作者简介

Г. Аванесов

Институт космических исследований РАН

编辑信件的主要联系方式.
Email: genrikh-avanesov@yandex.ru
俄罗斯联邦, Москва

Я. Эльяшев

Институт космических исследований РАН

Email: genrikh-avanesov@yandex.ru
俄罗斯联邦, Москва

参考

  1. Аванесов Г.А., Белинская Е.В., Брысин Н.Н., Филиппова О.В., Шамис В.А., Эльяшев Я.Д. Астрометрическая модель звездного датчика ориентации космического аппарата // Соврем. пробл. дистанц. зондир. Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 1. С. 89–98. doi: 10.21046/2070-7401-2020-17-1-89-98
  2. Аванесов Г.А., Бессонов Р.В., Куркина А.Н., Сметанин П.С. Технология наземной обработки данных о координатах звезд в целях повышения точности геопривязки снимков Земли из космоса // Соврем. пробл. дистанц. зондир. Земли из космоса. 2018а. Т. 15. № 6. С. 31–38. doi: 10.21046/2070-7401-2018-15-6-31-38
  3. Аванесов Г.А., Бессонов Р.В., Сметанин П.С., Филиппова О.В., Эльяшев Я.Д. Особенности измерения координат звезд оптико-электронными приборами с различным угловым разрешение // Соврем. пробл. дистанц. зондир. Земли из космоса. 2018б. Т. 15. № 6. С. 39–47. doi: 10.21046/2070-7401-2018-15-6-39-47
  4. Аванесов Г.А., Василейская А.Н., Никитин А.В., Филиппова О.В., Юматов Б.А. Исследование фотометрических характеристик изображений звезд в реальных условиях эксплуатации звездных датчиков // Соврем. пробл. дистанц. зондир. Земли из космоса. 2021а. Т. 18. № 6. С. 116–126. doi: 10.21046/2070-7401-2021-18-6-116-126.
  5. Аванесов Г.А., Зиман Я.Л., Алексашин Е.П. Математическое обеспечение определения ориентации КА по изображениям звездного неба // Оптико-электронные приборы в космических экспериментах. М.: Наука, 1983. С. 124–157.
  6. Аванесов Г.А. Зиман Я.Л., Красиков В.А., Снеткова Н.И., Собчук В.Г., Форш А.А. Алгоритмы определения ориентации космического аппарата по бортовым астроизмерениям // Изв. вузов. Приборостроение. 2003. Т. 46. № 4. С. 31–37.
  7. Аванесов Г.А., Зиман Я.Л., Красиков В.А., Снеткова Н.И., Собчук В.Г., Форш А.А. Программное обеспечение определения астроориентации космических аппаратов с помощью звездного координатора (Астро) // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2000610308. Рег. 2000.
  8. Аванесов Г.А., Куркина А.Н., Филиппова О.В., Эльяшев Я.Д. Эксперимент по коррекции фрагмента бортового каталога прибора БОКЗ-М60 // Соврем. пробл. дистанц. зондир. Земли из космоса. 2018в. Т. 15. № 6. С. 60–68. doi: 10.21046/2070-7401-2018-156-60-68
  9. Аванесов Г.А., Снеткова Н.И., Строилов Н.А., Филиппова О.В., Шамис В.А., Эльяшев Я.Д., Юматов Б.А. Базовый каталог звезд для датчиков ориентации КА // Соврем. пробл. дистанц. зондир. Земли из космоса. 2019а. Т. 16. № 5. С. 65–74. doi: 10.21046/2070-7401-2019-16-5-65-74.
  10. Аванесов Г.А., Снеткова Н.И., Филиппова О.В., Эльяшев Я.Д. Исследования звезд участка небесной сферы двумя датчиками ориентации БОКЗ-М60 // Соврем. пробл. дистанц. зондир. Земли из космоса. 2018 г. Т. 15. № 6. С. 48–59. doi: 10.21046/2070-7401-2018-15-6-48-59
  11. Аванесов Г.А., Строилов Н.А., Филиппова О.В., Шамис В.А., Эльяшев Я.Д. Адаптация звездных каталогов к условиям их применения в звездных датчиках ориентации // Соврем. пробл. дистанц. зондир. Земли из космоса. 2018д. Т. 16. № 6. С. 69–81. doi: 10.21046/2070-7401-2018-16-6-69-81
  12. Аванесов Г.А., Строилов Н.А., Филиппова О.В., Шамис В.А., Эльяшев Я.Д. Фотометрическая модель звездного датчика ориентации // Соврем. пробл. дистанц. зондир. Земли из космоса. 2019б. Т. 16. № 5. С. 75–84. doi: 10.21046/2070-7401-2019-16-5-75-84
  13. Аванесов Г.А., Филиппова О.В., Шамис В.А., Эльяшев Я.Д. Моделирование влияния шумовых факторов на точность измерения координат звезд // Соврем. пробл. дистанц. зондир. Земли из космоса. 2021б. Т. 18. № 1. С. 61–69. doi: 10.21046/2070-7401-2021-18-1-61-69
  14. Аванесов Г.А., Шамис В.А., Эльяшев Я.Д. Моделирование изображений звездного неба в задачах наземной отработки датчиков ориентации // Соврем. пробл. дистанц. зондир. Земли из космоса. 2021в. Т. 18. № 2. С. 82–94. doi: 10.21046/2070-7401-2021-18-2-82-94
  15. Зиман Я.Л., Томилова А.А. Определение ориентации космических аппаратов по снимкам звезд // Космич. исслед. 1969. Т. 7. № 2. С. 291–298.
  16. Телевизионные исследования Фобоса / Ред.: Аванесов Г.А., Жуков Б.С., Зиман Я.Л. и др. М.: Наука, 1994. 168 с.
  17. Телевизионная съемка кометы Галлея / Ред. Сагдеев Р.З. М.: Наука, 1989. 295 с.
  18. Gaia Collaboration. Gaia Data Release 1. Summary of the astrometric, photometric and survey properties // Astron. and Astrophys. 2016. V. 595. id. A2. https://doi.org/10.1051/0004-6361/201629512
  19. Gaia Collaboration. Gaia Data Release 2. Summary of the contents and survey properties // Astron. and Astrophys. 2018. V. 616. id. A1. https://doi.org/10.1051/0004-6361/201833051
  20. Star Catalog: Positions and Proper Motions of 258,997 Stars for the Epoch and Equinox of 1950.0 // Smithsonian Astrophys. Observatory Staff, Publ. Smithsonian Inst. Washington, D.C. 1966. V. 4. № 4652. (репринт 1971)
  21. The Hipparcos and Tycho Catalogues // ESA. 1997. ESA SP-1200.
  22. The Palomar Digital Sky Survey; VizieR, CDS. https://sites.astro.caltech.edu/~george/dposs/dposs_pop.html

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. AFA BA-210 aerial cameras adapted for installation at Salyut station.

下载 (4MB)
索引源数据
3. Fig. 2. Phototelevision device for input of images into BESM-4 computer on the basis of the Neva phototelegraphic apparatus.

下载 (4MB)
索引源数据
4. Fig. 3. Astro optical star sensor system.

下载 (4MB)
索引源数据
5. Fig. 4. First stellar sensors of IKI RAS: (a) - navigation camera of the Mars-96 project; (b) - BOKZ instrument for the ISS.

下载 (3MB)
索引源数据
6. Fig. 5. Map of coverage of the celestial sphere with frames from four BOKZ-M60 instruments of Resurs-P spacecraft No. 3 during the experiment.

下载 (5MB)
索引源数据
7. Fig. 6. Fragment of the map of the celestial sphere with 2500 measurements of coordinates of the star SAO 98456 made by instruments No. 31 and No. 32 plotted on it. On the right is an image of the star and its nearest neighbourhood from Palomar Survey.

下载 (3MB)
索引源数据
8. Fig. 7. Fragment of the map of the celestial sphere with 1500 measurements of the coordinates of a pair of closely located stars SAO 170196 and SAO 170794, measured with instruments No. 31 and No. 32. On the right is an image of the same pair of stars from the Palomar Survey.

下载 (4MB)
索引源数据
9. Fig. 8. Influence of the star SAO 57469 on the results of coordinate measurements of the star SAO 57475. On the right is the image of both stars from the Palomar Survey.

下载 (3MB)
索引源数据
10. Fig. 9. Magnified fragment of the sky map showing the influence of the star SAO 57469 on the results of measurements of the coordinates of the star SAO 57475.

下载 (4MB)
索引源数据
11. Fig. 10. Illustration of the principles of formation of the "Basic Catalogue of Stars for Spacecraft Orientation Sensors".

下载 (3MB)
索引源数据
12. Fig. 11. Example of visualisation and projection of the microcatalogue: (a) - microcatalogue of the star HIP 59895 in the celestial coordinate system, Catalogue Guide program; (b) - display of the central part of the microcatalogue of the star HIP 59895 of the discrete structural matrix, Star Manager program.

下载 (2MB)
索引源数据
13. Fig. 12. Example of visualisation and projection of the micro-catalogue: (a) - micro-catalogue of the star HIP 57587 in the celestial coordinate system, Catalogue Guide program; (b) - display of the central part of the micro-catalogue by the discrete matrix structure, Star Manager program.

下载 (1MB)
索引源数据
14. Fig. 13. Computer reconstruction of an 8° × 8° section of the celestial sphere. The microcatalogue of the star HIP 57587 is in the centre of the section. The red circle indicates the main star of the microcatalogue, and the circles with a blue centre indicate the surrounding stars.

下载 (3MB)
索引源数据
15. Fig. 14. Example of projecting the micro-catalogue of the star HIP 57587 onto instrument arrays with different pixel sizes: (a) with a 5.5 µm pixel; (b) with a 16 µm pixel.

下载 (1MB)
索引源数据
16. Fig. 15. Illustration of Catalog Guide and Star Manager functionality and interaction features.

下载 (2MB)
索引源数据

版权所有 © The Russian Academy of Sciences, 2024