Система визначення орієнтації мікро- та наносупутників

Автор(и)

  • Олександр Збруцький КПІ ім. Ігоря Сікорського, Україна https://orcid.org/0000-0002-2206-7148
  • Владислав Мелешко КПІ ім. Ігоря Сікорського, Україна
  • Андрій Ганжа КПІ ім. Ігоря Сікорського, Україна
  • Сергій Тарнавський КПІ ім. Ігоря Сікорського, Україна
  • Олександр Бондаренко КПІ ім. Ігоря Сікорського, Україна https://orcid.org/0000-0001-7508-9271
  • Сергій Пономаренко КПІ ім. Ігоря Сікорського, Україна https://orcid.org/0000-0001-5512-3778
  • Каміла Саурова Алматинський університет енергетики і зв’язку імені Гумарбека Даукєєва, Україна

DOI:

https://doi.org/10.20535/0203-3771432022275282

Ключові слова:

мікро-нано супутник, визначення орієнтації, система координат, параметри магнітного поля, одиничні вектори Сонця та зірок, матриця напрямних косинусів

Анотація

The task of building a system for determining the orientation of micro and nano satellites is considered, taking into account the possibility of its implementation and the use of existing sensors. Based on the analysis of existing methods and author's research, a methodology for building a system for determining orientation was formed. It includes the sequence of formation of calculated values of physical fields in the necessary coordinate systems, signal values of sensors of physical fields and the triad algorithm for calculating orientation angles. The main technical characteristics of sensors of physical fields, which can be used to implement the considered technique for determining the orientation of CubeSat class satellites, are given.

Посилання

Silani E.Magnetic spacecraft attitude control: a survey and some new results/ E. Silani, M. Lovera // Control Engineering Practice. – 2005. – vol. 13. – no. 3, p. 357–371.

Ovchinnikov M. Y. A survey on active magnetic attitude control algorithms for small satellites / M. Y. Ovchinnikov, D. S. Roldugin // Progress in Aerospace Sciences. – 2019. – Vol. 109.

Guelman M. et al. Design and testing of magnetic controllers for Satellite stabilization // Acta Astronaut. 2005. – Vol. 56. – № 1–2. – P. 231–239.

Guo J. In-orbit results of Delfi-n3Xt: Lessons learned and move forward / J. Guo, J. Bouwmeester, E. Gill // Acta Astronaut. 2016. – Vol. 121. – p. 39–50.

Candini G. P. Miniaturized attitude control system for nanosatellites/ G. P. Candini, F. Piergentili, F. Santoni // Acta Astronaut. – 2012. – Vol. 81. – № 1. p. 325–334.

Cheng Y. QUEST and the anti-QUEST : good and evil attitude estimation introduction : QUEST/ Y. Cheng, M. D. Shuster // Adv.Astronaut.Sci. – 2005. – Vol. 53. – № 3. – p. 337–351.

Yefimenko N. V. Magnetic attitude control and stabilizing system of Egyptsat-1 spacecraft // J. Autom. Inf. Sci. – 2010. – Vol. 42. – № 11. – p. 64–70.

Searcy J. D. Magnetometer-only attitude determination using novel two-step Kalman filter approach / J. D. Searcy, H. J. Pernicka // J. Guid. Control. Dyn. – 2012. – Vol. 35. – № 6. – p. 1693–1701.

Zharov V. Spherical astronomy// Fryazino: OOO ”Vek-2”, 2006. – 474 p.

Zbrutsky O. V. The Earth remote sensing spacecraft navigation by surveying the Earth’s surface / O. V. Zbrutsky, A. P. Ganja. – Kyiv: Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2011. – 161 p.

Department of defense world geodetic system 1984. Its Definition and Relationships with Local Geodetic Systems. NIMA TR8350.2. AMENDMENT 1.3 – VA: US Goverment printing office, 1991. – 175 p. (Second Edition).

World Geodetic System — 1984 (WGS-84). Manual. // International Civil Aviation Organization. – 2002. – 138 p.

Montenbruck O. Astronomy on the Personal Computer / O. Montenbruck, T. Pfleger. – Springer Berlin, Heidelberg, 2022. – 300p; 4th edition.

Standart of Fundamental Astronomy (SOFA) [Електронний ресурс] // 18th release. – 2021. – Режим доступу до ресурсу: https://www.iausofa.org/.

MIL-PRF-89500B. Performance specification World Magnetic Mod-el(WMM) – US: Departments and Agencies of the Department of Defense, 2019. – 24 p.

The US/UK World Magnetic Model for 2020-2025, NOAA: [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://core.ac.uk/download/pdf/323304771.pdf.

Meleshko V. Orientation of objects in the Earth’s magnetic field. Textbook / A. Odintsov, V. Meleshko, S. Sharov// Kyiv.: Korniychuk, 2008. – 142 p.

SED16 Autonomous Star Sensor product line in flight results, new developments and improvements in progress / [L. Blarre, D. Piot, P. Jacob and all]. – San Francisco: AIAA Guidence, Navigation and Control Conference and Exhibit, 2005. – (AIAA 2005–5930).

ACH-5206 GPS/GALILEO/GLONASS/SBAS receiver module Data sheet. – Ukraine, Smila: kbcentr, 2019. – 21 p. – (АЕАО.468173.002 _v.0).

NanoSSOC-A60 Sun Sensor for Nano-Satellites Analog interface Technical Specification, Interfaces & Operation. – Sevilla, Spain : Solar MEMS Technologies S.L., 2020. – p. 5–6.

Stephen A. Autonomous Sun-Direction Estimation Using Par-tially Underdetermined Coarse Sun Sensor Configurations / A. Stephen, O’Keefe. – M.S.: University of Colorado, Department of Aerospace Engineering Sciences, 2015. – p. 41-43.

Honeywell HMC/1002/1021/1022 Technical Specifications. –Honeywell Aerospace, 2019. – p. 1–8.

Melashchenko O. Analysis of the determination algorithms for the designation of orientation / O. Melashchenko, L. Rizhkov, D. Stepurenko // Mechanics of gyroscopic systems. – № 21. – 2011. – p. 44–57.

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-05-15

Номер

№ 43 (2022): Механіка гіроскопічних систем

Розділ

Прилади та методи контролю

Ліцензія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).