Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 1. С. 68-79
Исследование и компенсация методической погрешности измерения координат звёзд датчиков ориентации при лётной эксплуатации
Г.А. Аванесов
1 , Р.В. Бессонов
1 , Е.В. Белинская
1 , Н.Н. Брысин
1 , С.В. Воронков
1 , А.Н. Куркина
1 , П.С. Сметанин
1 1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 24.01.2020
DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-1-68-79
В статье представлены результаты исследования одной из составляющих погрешности измерения координат энергетических центров звёзд, зарегистрированных на ПЗС-матрицах датчиков ориентации. Основной материал для исследований накоплен в процессе функционирования звёздных датчиков семейства БОКЗ (блок определения координат звёзд) на космических аппаратах, находящихся на околоземной орбите. Получена систематическая зависимость ошибки определения местоположения звезды от дробной части координат звезды на изображении, которая подчиняется гармоническому закону и носит название методической погрешности. Этот вид погрешности обусловлен вычислением энергетического центра объекта по методу среднего взвешенного, а также неоднородностью структуры элементов ПЗС-матрицы. Предложены два способа её определения: один из них основан на длительном наблюдении ошибки измерения местоположения одиночной звезды, другой ― на оценке распределения координат звёзд по полю пикселя. Продемонстрирована возможность эффективной компенсации методической погрешности на примере нескольких звёздных датчиков семейства БОКЗ. Подробно рассмотрена одна из причин возникновения методической ошибки, связанная с неоднородностью ячеек ПЗС-матриц, которые используются в приборах семейства БОКЗ. Оценка неравномерности чувствительности элемента ПЗС-матрицы, основанная на наблюдениях за изменением интегральной яркости звёзд при их перемещении по изображению, подтверждает неоднородность структуры ячеек по одной из осей.
Ключевые слова: приборы звёздной ориентации, погрешности ориентации, методическая погрешность, ПЗС-матрица, неравномерная чувствительность пикселя
Полный текстСписок литературы:
- Аванесов Г. А., Кондратьева Т. В., Никитин А. В. Исследование смещения энергетического центра изображений звезд относительно геометрического центра на ПЗС-матрице и коррекция методической ошибки // Всероссийская научно-техн. конф. «Современные проблемы ориентации и навигации космических аппаратов»: сб. тр. Таруса. 22–25 сент. 2008. М.: ИКИ РАН, 2009. С. 421–446.
- 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 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 6. С. 31–38. DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-6-31-38.
- Беличенко М. Л., Бессонов Р. В., Завгородний Д. С., Эльяшев Я. Д., Прохорова С. А. Классификация и анализ погрешности измерения координат объектов на кадрах звездного неба // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 3. С. 67–77. DOI: 10.21046/2070-7401-14-3-67-77.
- Бессонов Р. В., Белинская Е. В., Брысин Н. Н., Воронков С. В., Прохорова С. А., Строилов Н. А., Форш А. А. Стендовое исследование погрешности определения энергетического центра яркости изображения звёзд в звёздных датчиках // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 6. С. 82–89. DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-6-82-89.
- Немальцына В. А., Щекин А. М. Объективный метод контроля формы изображения при взаимной выставке светосильного объектива со средним угловым полем и матричного приемника излучения на примере звездного прибора точного класса 361К // 6-я Всероссийская научно-техн. конф. «Современные проблемы ориентации и навигации космических аппаратов»: сб. тр. Таруса. 11–13 сент. 2018. М.: ИКИ РАН, 2019. С. 213–222.