Звёздные датчики

[m939]

Сделать за 0.01 с снимок неба с последующим определением ориентации - задача практически невыполнимая на данном этапе.
Имеем:
- сигнал от слабой звезды .....

Зачем?  :shock: Крупных звезд не хватает? Их по каталогу больше нескольких тысяч!

Смотря с какой точностью хотите ориентироваться.

[accounter002]

Зачем?  :shock: Крупных звезд не хватает? Их по каталогу больше нескольких тысяч!

Не очень понимаю, что значит "крупных" звезд. Кажется, это не тот случай, когда размер имеет значение. ;-)

Пороговая чувствительность определяется, с одной стороны, возможностями фотоприемного устройства (объектив+матрица), с другой, вычислительными ресурсами, с третьей, необходимостью обеспечения заданных характеристик прибора (погрешность определения ориентации, допустимая скорость движения КА, частота обновления выходной информации, массогабаритные параметры).
В настоящее время значительные ограничения накладываются именно возможностями фотоприемного устройства. Для современных звездных датчиков (напоминаю, мы рассматриваем звездные датчики, а не телескопы типа Hubble) звезды в районе +5...+6 зв. вел. фактически можно считать слабыми. Гарантированное обнаружение таких звезд и измерение их координат с требуемой точностью - задача, которая решается практически на пределе возможностей фотоприемников.
Количество рабочих звезд при такой пороговой чувствительности действительно несколько тысяч, но большая часть из них - именно слабые. Не следует также забывать, что звезды распределены по небесной сфере, и есть области, где рабочих звезд при указанной пороговой чувствительности прибора оказывается слишком мало, поэтому некоторые производители звездных датчиков указывают такие области, в них прибор либо вообще не способен работать, либо работает с понижением точности.

Для справки. Пороговая чувствительность и размер поля зрения (град.) некоторых современных звездных датчиков иностранного производства:
- AA-STR, ф.Galileo Avionica (Италия) - +5.4, ПЗ - 20, круговое;
- ASTRO-APS, ф.Jena Optronik (Германия) - +5.8, ПЗ - 20х20;
- MST, ф.AeroAstro (США) - +4, ПЗ - 30, круговое;
- uASC, ф.IAU DTU (Дания) - +6, ПЗ - нет данных;
- ISC, ф.Draper (США) - +5, ПЗ - 21х21;
- HE–5AS, ф.Terma (Дания) - +6.2, ПЗ - 22х22;
- HAST, ф.Ball Aerospace (США) - +5.35, ПЗ - 8.8х8.8.

[vekazak]

avmich пишет:
 

N2H4 пишет:
 

Можно уточнить, какие помехи работе от кислородно-керосиновых двигателей?

На каких КА вы видели кислородо-керосин двигатели?
По БОКЗ: http://www.iki.rssi.ru/ofo/page_navig.html

[m939]

Зачем?  :shock: Крупных звезд не хватает? Их по каталогу больше нескольких тысяч!

Не очень понимаю, что значит "крупных" звезд. Кажется, это не тот случай, когда размер имеет значение. ;-)

Наверно имелись в виду яркие звезды.

Пороговая чувствительность определяется, с одной стороны, возможностями фотоприемного устройства (объектив+матрица), с другой, вычислительными ресурсами, с третьей, необходимостью обеспечения заданных характеристик прибора (погрешность определения ориентации, допустимая скорость движения КА, частота обновления выходной информации, массогабаритные параметры).
В настоящее время значительные ограничения накладываются именно возможностями фотоприемного устройства. Для современных звездных датчиков (напоминаю, мы рассматриваем звездные датчики, а не телескопы типа Hubble) ...

У большинства современных звездных датчиков диаметры объективов - 20-30 мм. Для них +5-6^m действительно предел (при экспозиции ~0.2-0.3 c). До Хаббла еще очень далеко . При этом габариты тех же БОКЗов определяются (здоровенной) блендой от боковой солнечной засветки и намного превосходят размеры собственно объектива.

В габариты БОКЗ-2М 30x20x20 см (взято для примера из http://www.iki.rssi.ru/ofo/bokz_spec.html) можно уложить оптическую систему для которой предельными будут не +5-6^m, а +10-12^m. Это уже не тысячи, а миллионы звезд, для которых нет "дырок на небе" и т.д.

[avmich]

Можно уточнить, какие помехи работе от кислородно-керосиновых двигателей?

Сажа. самая обыкновенная.

Логично, чёрт побери :)

На каких КА вы видели кислородо-керосин двигатели?

Э, не совсем понял вопрос. На Буране и на некоторых проектируемых аппаратах - так пойдёт? :) Я, собственно, и не утверждал. что я видел такие двигатели; я спросил скорее, будут ли аналогичные проблемы, если двигатели будут кислород-керосиновыми. Или кислород-водородными.

[accounter002]

В габариты БОКЗ-2М 30x20x20 см (взято для примера из http://www.iki.rssi.ru/ofo/bokz_spec.html) можно уложить оптическую систему для которой предельными будут не +5-6^m, а +10-12^m. Это уже не тысячи, а миллионы звезд, для которых нет "дырок на небе" и т.д.

Увы, работать без бленды пока не получается. :-)

А с тем, что имеется возможность увеличить чувствительность, конечно, соглашусь. Наверное, хватило бы и +8-9 зв.вел. (больше - это уже существенное ужесточение требований к вычислительным ресурсам), но в случае более серьезных объективов, опять же, будет расти масса. :-(

[m939]

Увы, работать без бленды пока не получается. :-)

У зеркально-линзовых или чисто зеркальных оптических систем с этим гораздо лучше - роль бленды играет корпус объектива.

А с тем, что имеется возможность увеличить чувствительность, конечно, соглашусь. Наверное, хватило бы и +8-9 зв.вел. (больше - это уже существенное ужесточение требований к вычислительным ресурсам), но в случае более серьезных объективов, опять же, будет расти масса. :-(

Здесь у меня три замечания.
1). Требования к выч. ресурсам зависят от числа звезд в полн зрения ЗД, а не от их величины. Звезд 10^m в поле 1х1 градус будет столько же, как звезд 7^m в поле 8x8 градусов. Плюс еще длительность экспозиции, которая может варьироваться от 0.01 до 1 и более секунд (зависит от частоты опроса, температуры ПЗС и пр.).
Почему бы датчику не работать в узком поле? Тут очень много плюсов ! (Минусы, конечно, тоже есть.)
2). Про массу - современный вариант МТО-1000 (D=10см, F=1м) весит 600 г. В космическом исполнении будет весить не больше.
3). О вычислительных ресурсах - в современных датчиках используются просто ужасные процессоры, в Российских - аналоги i186 (про те, о которых знаю ). Но даже у нас производятся процессоры лучше - при том же энергопотреблении.

[accounter002]

Здесь у меня три замечания.
1). Требования к выч. ресурсам зависят от числа звезд в полн зрения ЗД, а не от их величины. Звезд 10^m в поле 1х1 градус будет столько же, как звезд 7^m в поле 8x8 градусов. Плюс еще длительность экспозиции, которая может варьироваться от 0.01 до 1 и более секунд (зависит от частоты опроса, температуры ПЗС и пр.).
Почему бы датчику не работать в узком поле? Тут очень много плюсов ! (Минусы, конечно, тоже есть.)
2). Про массу - современный вариант МТО-1000 (D=10см, F=1м) весит 600 г. В космическом исполнении будет весить не больше.
3). О вычислительных ресурсах - в современных датчиках используются просто ужасные процессоры, в Российских - аналоги i186 (про те, о которых знаю ). Но даже у нас производятся процессоры лучше - при том же энергопотреблении.

Кто-то кого-то не понял. Разумеется, от количества, и обратного я не утверждал.

Что до процессоров, то здесь ситуация весьма классическая для нашей страны. Вам она, должно быть, известна не хуже, чем мне. Зарубежные ЭРИ - как минимум дополнительная сертификация. В качестве примера: для сертификации ЭРИ иностранного производства (5 микросхем) нашему предприятию пришлось выложить сумму, эквивалентную стоимости ~6 ЗД. В противном случае никто эти ЗД не поставит на объекты военного и двойного назначения.
Кажется, первые ЗД ИКИ делались на AnalogDevices-овских процессорах. Но ИКИ фактически не осуществляет серийное производство. Все экземпляры - скорее штучные и на военную технику, если я правильно осведомлен, не ставятся.
По поводу использования i186 - не слышал. Наше предприятие в своих приборах астроориентации точно использует другие. :-)

Правильно ли я понимаю, что в случае узкопольного прибора повышенной чувствительности могут быть более серьезные проблемы при работе в условиях повышенной фоновой засветки, а также при наличии бликов, которые по тем или иным причинам все-таки присутствуют?
Технологией изготовления объективов не владею, поэтому спорить по поводу внедрения сложных зеркально-линзовых ничего не скажу. Не мой конек.

[JoJo]

[Но даже у нас производятся процессоры лучше - при том же энергопотреблении.

Огласите весь список, пжлста! (с)

[m939]

Правильно ли я понимаю, что в случае узкопольного прибора повышенной чувствительности могут быть более серьезные проблемы при работе в условиях повышенной фоновой засветки, ...

Точный ответ на ваш вопрос требует его конкретной формулировки и проведения соответствующей оценки. А из общих соображений - при сужении поля зрения фон (если это фон неба) приходящийся на один пиксель пропорционально уменьшается. И мы при том же отношении сигнал/шум может регистрировать более слабые звезды.
Если же засветка имеет другую природу (например, рассеянный свет попадающий на матрицу), то здесь выигрыш дает увеличение апертуры или снижение рассеянного потока, но тут устно ничего сравнить не удастся.

... а также при наличии бликов, которые по тем или иным причинам все-таки присутствуют?

Если блик покрывает весь фотоприемник (или почти весь), то это та же засветка - см. выше.
Если он достаточно компактен, то это помеха, которая должна отрабатывать программным обеспечением ЗД, также как появление в поле зрения ИСЗ, астероидов, пылинок и пр.

Технологией изготовления объективов не владею, поэтому спорить по поводу внедрения сложных зеркально-линзовых ничего не скажу. Не мой конек.

Чисто информационно: простейший зеркальный объектив - 2 зеркала - вогнутое первичное и выпуклое вторичное. Для поля зрения в 1-2 градуса оба имеют гиперболическую форму (схема телескопа Ричи-Кретьена). В зеркально-линзовых на входе излучения, т.е. перед первичным зеркалом, устанавливается корректирующая линза, обычно в форме мениска (но возможны и другие варианты).

[m939]

[Но даже у нас производятся процессоры лучше - при том же энергопотреблении.

Огласите весь список, пжлста! (с)

Например, семейство процессоров "Мультикор".

[JoJo]

[Но даже у нас производятся процессоры лучше - при том же энергопотреблении.

Огласите весь список, пжлста! (с)

Например, семейство процессоров "Мультикор".

Спасибо, повеселили.  Из этого семейства более-менее радстойкий по дизайну только один, а с приемкой - ни одного. Еще кандидаты?

[mistermuscle]

А если вот такой вопрос:
На орбиту выведен мобильный телефон с хорошей камерой (смарт или коммуникатор).
Вроде камера есть, процессор и прочие вычислительные ресурсы есть - сможем мы при помощи этого железа худо-бедно определиться? Программу написать не проблема!
Вот вам и вес меньше 100грамм, и энергопотребление меньше ватта! :wink:

[Бродяга]

А если вот такой вопрос:
На орбиту выведен мобильный телефон с хорошей камерой (смарт или коммуникатор).
Вроде камера есть, процессор и прочие вычислительные ресурсы есть - сможем мы при помощи этого железа худо-бедно определиться? Программу написать не проблема!
Вот вам и вес меньше 100грамм, и энергопотребление меньше ватта! :wink:

Сможем, разумеется.

 С помощю камеры фотографируем внутренность аппарата, где мы находимся, выходим в инет на форум НК и тут скажут точные координаты.

[mistermuscle]

А если вот такой вопрос:
На орбиту выведен мобильный телефон с хорошей камерой (смарт или коммуникатор).
Вроде камера есть, процессор и прочие вычислительные ресурсы есть - сможем мы при помощи этого железа худо-бедно определиться? Программу написать не проблема!
Вот вам и вес меньше 100грамм, и энергопотребление меньше ватта! :wink:

Сможем, разумеется.

 С помощю камеры фотографируем внутренность аппарата, где мы находимся, выходим в инет на форум НК и тут скажут точные координаты.

Я вообще то серьезно спросил! :cry:

[m939]

[Но даже у нас производятся процессоры лучше - при том же энергопотреблении.

Огласите весь список, пжлста! (с)

Например, семейство процессоров "Мультикор".

Спасибо, повеселили.  Из этого семейства более-менее радстойкий по дизайну только один, а с приемкой - ни одного. Еще кандидаты?

А со списком действительно туго. Постараюсь представить за неск. дней (даже не знаю какой смайл ставить).

Встречные вопросы. А чем плох стойкий мультикор? Какие у него проблемы с приемкой? И чем пользуетесь (или пользовались бы) вы?

[N2H4]

А если вот такой вопрос:
На орбиту выведен мобильный телефон с хорошей камерой (смарт или коммуникатор).
Вроде камера есть, процессор и прочие вычислительные ресурсы есть - сможем мы при помощи этого железа худо-бедно определиться? Программу написать не проблема!
Вот вам и вес меньше 100грамм, и энергопотребление меньше ватта! :wink:

Берём телефон, выходим ночью во двор, фотографируем звёздное небо, делаем выводы.

[mistermuscle]

А если вот такой вопрос:
На орбиту выведен мобильный телефон с хорошей камерой (смарт или коммуникатор).
Вроде камера есть, процессор и прочие вычислительные ресурсы есть - сможем мы при помощи этого железа худо-бедно определиться? Программу написать не проблема!
Вот вам и вес меньше 100грамм, и энергопотребление меньше ватта! :wink:

Берём телефон, выходим ночью во двор, фотографируем звёздное небо, делаем выводы.

Правильнее говорить: фотографируем звездное небо БЕЗ АТМОСФЕРЫ! :!:  

[m939]

Берём телефон, выходим ночью во двор, фотографируем звёздное небо, делаем выводы.

Отличный аргумент Спасибо!

Берём телефон, выходим ночью во двор, фотографируем звёздное небо, делаем выводы.

Правильнее говорить: фотографируем звездное небо БЕЗ АТМОСФЕРЫ! :!:  

Правильнее, но ненамного. Поглощение атмосферой в зените - 0.3 зв.величины - принципиально ничего не меняет. Фон безоблачного неба, даже при городской засветке для сотового невидим. Размер изображения звезды с учетом всех эффектов (если только не дрожат руки) много меньше пикселя. Вывод - не видим во дворе, не увидим и в космосе.

[mistermuscle]

Берём телефон, выходим ночью во двор, фотографируем звёздное небо, делаем выводы.

Отличный аргумент Спасибо!

Берём телефон, выходим ночью во двор, фотографируем звёздное небо, делаем выводы.

Правильнее говорить: фотографируем звездное небо БЕЗ АТМОСФЕРЫ! :!:  

Правильнее, но ненамного. Поглощение атмосферой в зените - 0.3 зв.величины - принципиально ничего не меняет. Фон безоблачного неба, даже при городской засветке для сотового невидим. Размер изображения звезды с учетом всех эффектов (если только не дрожат руки) много меньше пикселя. Вывод - не видим во дворе, не увидим и в космосе.

Ну раз у вас не видим - советую поменять мабилу!
У меня тел с 8мпикс камерой! И в ночном режиме - все весьма неплохо видно!