یکی از حسگرهای تعیین وضعیت برای فضاپیما حسگر ستاره است. محاسبة وضعیت توسط حسگر ستاره شامل چندین گام است: پردازش تصویر، شناسایی ستاره، جستجو در پایگاه داده و پیاده سازی الگوریتم تعیین وضعیت. این مقاله به تحلیل و بهبود الگوریتم شناسایی ستاره مبتنی بر تجزیة مقدار تکین می پردازد. به منظور بهبود نتایج شناسایی، اصلاحاتی در الگویتم انجام شده است. همچنین، تحلیل و شبیه سازی به منظور بررسی تأثیر ابعاد میدان دید و تعداد ستارگان مورد استفاده بر نتایج شناسایی و نرخ مجموعه های تکراری در پایگاه داده ارائه شده است. علاوه بر این، شناسایی به عنوان یک فرآیند دو مرحله ای براساس مقادیر و بردارهای تکین درنظرگرفته شده است. نتایج، برتری الگوریتم بهبود یافته در افزایش نرخ شناسایی و کاهش نرخ مجموعه های تکراری در پایگاه داده را نشان می دهد. نرخ شناسایی الگوریتم بهبود یافته در میدان های دید 〖10〗^°×〖10〗^° و 〖12〗^°×〖12〗^°، همواره بالاتر از ٪97 است. شبیه سازی ها براساس کاتالوگ ستاره ای هیپارکوس برای ستارگان روشن تر از قدر 5/6 و با استفاده از نرم افزار متلب انجام شده است.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

یکی از بهترین حسگرهای وضعیت برای کاربردهای فضایی، حسگر ستاره است که تعیین وضعیت را با استفاده از ستارگان میدان دید انجام می دهد. از مزایای اصلی این حسگر می توان به تعیین وضعیت اولیه توسط خود حسگر اشاره نمود. این کار توسط الگوریتم های شناسایی ستاره گم شده در فضا انجام می شود. این مقاله به ارائة یک الگوریتم گم شده در فضای جدید مبتنی بر فاصلة هاسدورف    می پردازد. با استفاده از فاصلة هاسدورف، دو الگوریتم شناسایی مختلف پیشنهاد شده و نتایج آن ها با یکدیگر مورد مقایسه قرار گرفته اند. رویکرد اول بر اساس ستارة محور طراحی شده و رویکرد دوم، از بخش بندی کرة سماوی بهره می برد. عملکرد شناسایی این دو رویکرد با استفاده از شبیه سازی 200 جهت تصادفی حسگر ستاره در قدر های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد، رویکرد استفاده از ستارة محور، عملکرد بهتری دارد و نرخ شناسایی آن در قدر 6، 5/93 درصد است. هم چنین، زمان شناسایی در این الگوریتم با الگوریتم هرمی و تعدادی از الگوریتم های هندسی دیگر مورد مقایسه قرار گرفته است. بر طبق نتایج، کوتاه ترین زمان شناسایی، به الگوریتم هاسدورف تعلق دارد که آن را برای استفاده های به هنگام مناسب می سازد

  لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید. 

چالش اصلی برای استفاده از حسگر ستاره به عنوان یک حسگر بهنگام تعیین وضعیت، مسألة زمان است. تعیین وضعیت توسط حسگر ستاره شامل پنج مرحلة اصلی است: انتخاب کاتالوگ و الگوریتم شناسایی ستاره، ساخت پایگاه داده، پردازش تصویر، شناسایی ستاره و در نهایت تعیین وضعیت. شناسایی ستاره شامل پیاده سازی الگوریتم منتخب بر ستارگان میدان دید و جستجو در پایگاه داده می شود. در فرآیند تعیین وضعیت توسط حسگر ستاره، جستجو در پایگاه داده بیش ترین زمان را به خود اختصاص می دهد. این مقاله به مطالعة سه روش جستجو در پایگاه داده، بررسی سرعت جستجو و ملاحظات روش ها برای به کارگیری در حسگر ستاره می پردازد. این روش ها عبارتند از: روش جستجوی سه بخشی، روش جستجوی فیبوناچی و روش جستجوی میان یابی. الگوریتم های ارائه شده تاکنون برای جستجو در پایگاه دادة حسگر ستاره مورد استفاده قرار نگرفته اند. به منظور بررسی تأثیر ابعاد پایگاه داده بر زمان شناسایی هر روش با استفاده از 7 پایگاه داده با ابعاد مختلف، مورد مطالعه قرارگرفته است. نتایج به دست آمده، برتری روش جستجوی میان یابی را نشان می دهد.

در این مقاله مدل دقیقی از بخش الکترواپتیکی سامانه ردیاب ستاره و نحوه تشکیلِ تصویرِ ستاره ارایه شده است. سپس از این مدل برای تشخیص ستاره ها از نوفه با معرفی شیوه خاص در تعیین مقدار آستانه، در تصویرِ گرفته شده توسط ردیاب ستاره استفاده گردیده است. با بهره گیری از نظریه آشکارسازی اثبات شده که روش سطح آستانه، آشکارساز بهینه ی ستاره ها در تصویر می باشد و نحوه تعیین مقدار سطح آستانه بهینه با توجه به مشخصات ردیاب ستاره بدست آمده است. همچنین نشان داده شده که اثر محل قرارگیری تصویر ستاره نسبت به مکان پیکسل های حسگر تصویربرداری تا چه میزان بر روشنایی تصویر ستاره و در نتیجه سطح آستانه ی بهینه موثر است. این متغیر در مقالات به صورت دقیق بررسی نشده است و عدم در نظرگرفتن این مساله سبب انتخاب سطح آستانه نادرست خواهد شد. مقدار سطح آستانه اهمیت بسیار زیادی دارد چون از یک سو با افزایش سطح آستانه، ستاره ها از دست خواهند رفت و از سوی دیگر با کاهش آن، نوفه ها به عنوان ستاره تشخیص داده می شوند که این امر سبب افزایش زمان محاسبات و یا عدم امکان تعیین وضعیت می گردد.

جهت گیری دقیق یک فضاپیما نسبت به زمین، خورشید یا هرکدام از سیارات، یکی از مشکل ترین چالش ها در فناوری فضایی است. سیستم تعیین و کنترل وضعیت یکی از مهم ترین زیرسیستم های ماهواره است. هدف اصلی طراحی این زیرسیستم انتخاب بهترین الگوریتم برای استخراج وضعیت کامل از فضاپیما با توجه به دقت یا زمان اجرا یا هر دو می باشد. هدف الگوریتم های تعیین وضعیت، محاسبه جهت گیری فضایی ماهواره بر اساس سنسورهایی است که می توانند اندازه گیری های مقدار شناخته را در قالب بردارهای سه بعدی انجام دهند. در میان سنسورهای مورد استفاده برای تعیین وضعیت فضاپیما، ردیاب ستاره توانایی انجام توامان عملیات تعیین موقعیت، وضعیت و برآورد سرعت زاویه ای فضاپیما را با دقت بالا، حجم محاسبات به صرفه و مدت زمان قابل قبول برای پروژه های فضایی دارد. این ردیاب در میان سایر حسگرهای تعیین وضعیت، به عنوان دقیق ترین حسگر شناسایی شده و قابلیت تعیین وضعیت ماهواره ها با دقت مناسب حتی در مدارهای بالا را دارد. ردیاب ستاره از آسمان اطراف خود تصویربرداری می نماید. در بخش میکرو پردازنده این ردیاب، ستارگان موجود در تصویر اخذشده شناسایی می شوند و به این ترتیب مشاهدات موردنیاز برای انجام پروسه تعیین وضعیت حاصل می شوند. با شناسایی ستاره های تصویر شده و داده های چارچوب مرجع اینرشیای مربوطه، وضعیت فضاپیما با استفاده از الگوریتم های تعیین وضعیت مانند TRIAD و برآوردگر کواترنیون (QUEST) و. . . تعیین خواهد شد. در این تحقیق هدف پرداختن به فرآیند تعیین وضعیت فضاپیما و خصوصا بررسی و مقایسه الگوریتم های تعیین وضعیت، و سپس انتخاب مناسب ترین الگوریتم تعیین وضعیت با استفاده از مشاهدات ردیاب ستاره می باشد. براساس ارزیابی های انجام شده نتایج حاصل از الگوریتم های TRIAD و QUEST با روش Shuster بالاترین دقت را در بین نتایج هشت الگوریتم دیگر کسب کردند.

در این مقاله یک الگوریتم مسیریابی تحمل پذیر خرابی برای شبکه ستاره مطرح شده است. مبنای الگوریتم پیشنهادی بر اساس مفهوم بردار ناامن می باشد که اولین بار برای شبکه فوق مکعب مطرح شد. این الگوریتم با محاسبه اولین سطح از جدول ناامن در تمامی گره ها آغاز می شود. این مجموعه نشان دهنده تمامی همسایه های غیرقابل دسترس و یا به عبارتی تمام همسایه های خراب هر گره می باشد. در ادامه، گره های شبکه با ارسال جدول ناامن خود به یکدیگر و اضافه کردن اطلاعات جدید رسیده از دیگر گره ها به جدول ناامن خود، اطلاعات کلی مربوط به گره های خراب شبکه را خواهند داشت. الگوریتم مسیریابی با استفاده از این اطلاعات، بهترین مسیر برای ارسال پیغام از هر گره مبدا به هر گره مقصد را انتخاب می کند. ما در این مقاله به مقایسه کارآیی شبکه ستاره با شبکه فوق مکعب با استفاده از الگوریتم مسیریابی پیشنهادی تحت شرایط مختلف کاری پرداخته ایم. نتایج بدست آمده از شبیه سازی این دو شبکه نشان می دهد که شبکه فوق مکعب در شرایطی که تعداد گره های خراب شبکه کم باشد کارآیی به مراتب بهتری نسبت به شبکه ستاره خواهد داشت. اما هنگامیکه تعداد گره های خراب شبکه زیاد می شود این شبکه ستاره است که کارآیی بهتری خواهد داشت.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.