К вопросу использования датчиков грубой ориентации на наноспутниках формата CubeSat
Авторы: Колесникова М.А., Николаев П.Н., Крамлих А.В.
Опубликовано в выпуске: #11(119)/2021
DOI: 10.18698/2308-6033-2021-11-2131
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Динамика, баллистика, управление движением летательных аппаратов
Рассмотрен вопрос использования датчика освещенности TCS34725 в системе управления движением наноспутниковой платформы SamSat-Science, который предназначен для определения угла между нормалью датчика и направлением на центр источника излучения света. Сформирована методика калибровки датчиков освещенности, проведена серия экспериментов, подтверждена номинальная характеристика датчика освещенности и найдена зависимость среднего квадратического отклонения показаний датчика от угла падения светового потока. Рассмотрены три схемы расположения датчиков освещенности на боковых гранях наноспутника: на плоскости; на гранях четырехугольной пирамиды с углом наклона на гранях усеченной четырехугольной пирамиды с углом наклона Выбрана схема, обеспечивающая измерения с наименьшим шумом.
Литература
[1] Belokonov I.V., Timbay I.A., Nikolaev P. Problems and features of navigation and control of nanosatellites: Experience and lessons learned. 24th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems (ICINS). Saint Petersburg, 2017, pp. 1–14. DOI: 10.23919/ICINS.2017.7995670
[2] Nanosats Database. URL: https://www.nanosats.eu/ (дата обращения 01.03.2021).
[3] Poghosyan A., Golkar A. CubeSat evolution: Analyzing CubeSat capabilities for conducting science missions. Progress in Aerospace Sciences, 2017, vol. 88, pp. 59–83.
[4] Григорьева М.Е., Крамлих А.В. Программно-алгоритмическое обеспечение для наземного комплекса определения ориентации малых маломассогабаритных космических аппаратов. Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета, 2013, № 4 (42), с. 130–139.
[5] Yang Y. Spacecraft attitude determination and control: Quaternion based method. Annual Reviews in Control, 2012, vol. 36 (2), pp. 198–219.
[6] Hajiyev Ch., Guler D.C. Review on gyroless attitude determination methods for small satellites. Progress in Aerospace Sciences, 2017, vol. 90, pp. 54–66.
[7] Cilden-Guler D., Raitoharju M., Piche R., Hajiyev Ch. Nanosatellite attitude estimation using Kalman-type filters with non-Gaussian noise. Aerospace Science and Technology, 2019, vol. 92, pp. 66–76.
[8] Salgado-Conrado L. A review on sun position sensors used in solar applications. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2018, vol. 82 (3), pp. 2128–2146.
[9] Antonello A., Olivieri L., Francesconi A. Development of a low-cost sun sensor for nanosatellites. Acta Astronautica, 2018, vol. 144, pp. 429–436.
[10] Post M.A., Li J., Lee R. A low-cost photodiode sun sensor for Cubesat and planetary microrover. International Journal of Aerospace Engineering, 2013, vol. 2013, pp. 1–9.
[11] Иванов Д.С., Ткачев С.С., Карпенко С.О., Овчинников М.Ю. Калибровка датчиков для определения ориентации малого космического аппарата. Предпринты ИПМ им. М.В. Келдыша, № 28. Москва, 2010.
[12] Mouser Electronics. URL: https://ru.mouser.com/datasheet/2/588/TCS3472_DS000390_3-00-1844543.pdf (дата обращения 01.10.2020).
[13] Губин С.В., Бурым И.Г., Дебелый В.В. Оценка освещенности и температуры солнечных батарей молодежного микроспутника. Авиационно-космическая техника и технология, 2013, № 1 (98), с. 94–101.
[14] Hesan Ziar, Furkan Fatih Sönmez, Olindo Isabella, Miro Zeman. A comprehensive albedo model for solar energy applications: Geometric spectral albedo. Applied Energy, 2019, vol. 255 (113867), pp. 1–16.
[15] Tellinghuisen J. Least Squares in Calibration: Weights, Nonlinearity, and Other Nuisances. Methods in Enzymology, 2009, vol. 454, pp. 259–285.
[16] Chen F., Ding F. The filtering based maximum likelihood recursive least squares estimation for multiple-input single-output systems. Applied Mathematical Modeling, 2016, vol. 40 (3), pp. 2106–2118.
[17] Liu Y., Ding F. Convergence properties of the least squares estimation algorithm for multivariable systems. Applied Mathematical Modeling, 2013, vol. 37 (1–2), pp. 476–483.
[18] Пименов В.Г. Численные методы Ч. 1. Москва, Юрайт, 2018, 111 с.