يكنواخت سازي كاتالوگ ستاره به روش مثلث بندي جهت كاربرد در حس گر ستاره

Uniform star catalog using triangulation for application in star sensor

حجم پايگاه داده و كمينه ستاره هاي قابل مشاهده در ميدان ديد حس گر ستاره دو پارامتر مهم، تاثيرگذار و در عين حال متناقض مي باشند كه مي بايست در طراحي مورد توجه قرار گيرند. در اين راستا هدف از اين مقاله يكنواخت سازي پايگاه داده با استفاده از توزيع يكنواخت نقاط بر روي كره سماوي و به روش مثلث بندي است. براي اين منظور انتخاب كاتالوگ ستاره مناسب، قدر كمينه مطلوب و حذف ستاره هاي دوبل ازجمله ساير مراحل فرآيند يكنواخت سازي مي باشد كه در اين تحقيق انجام شده است. بدين ترتيب نتايج بررسي هاي انجام گرفته نشان داد كه مثلث بندي دلوني به روش استريپك سريع تر و دقيق تر از روش شبكه ژئودزيك است. همچنين با انجام شبيه سازي و اجراي تست هاي مونت كارلو جهت شمارش تعداد ستاره هاي مشاهده شده در ميدان ديد هاي مختلف يك حس گر ستاره نوعي، مشخص گرديد يكنواخت سازي به روش مثلث بندي دلوني منجر به كاهش چشمگير احتمال مشاهده تراكم زياد ستاره هاي كاتالوگ در ميدان ديد حس گر مي گردد به گونه اي كه احتمال مشاهده بيش از 25 ستاره در تمامي ميدان هاي ديد ممكن به صفر رسيده است. از سويي ديگر براي مشاهده 4 و يا بيشتر از 4 ستاره در سطح اطمينان بيشتر از 95%، در كاتالوگ غيريكنواخت نياز به ميدان ديد حداقل 12. 5 درجه مي باشد. اين در حالي است كه در پايگاه داده يكنواخت شده اين ميدان ديد به اندكي بيش از 13 درجه افزايش يافته است؛ به عبارت ديگر يكنواخت سازي تا حدودي كمينه ميدان ديد لازم جهت مشاهده حداقل تعداد ستاره مورد نياز را افزايش داده است.

The size of database and minimum number of visible stars in the field of view of star sensor are two important, influential and contradictory parameters that should be considered in design of star sensor. In this regard, the purpose of this paper is to unify the database using the uniform distribution of points on the celestial sphere with the triangulation method. For this purpose, the choice of the suitable star catalog, minimum suitable magnitude and elimination of double stars are the other steps of the uniformity process that is carried out in this study. Thus, the results of the investigations showed that Delaunay's triangulation method is faster and more accurate than the geodesic grid. Also, by simulating and performing Monte Carlo tests to count the number of stars observed in the different FOVs of a typical sensor, it was found that Delaunay's triangulation leads to a significant reduction of the probability of viewing the high density of the catalog stars in the field of view, so that the probability of observation more than 25 stars in all possible FOVs has reached to zero. On the other hand, for observing 4 or more than 4 stars at a confidence level more than 95% in non-uniform catalog, the field of view needs to be at least 12.5 degrees, while in uniform database; this field is slightly increased to more than 13 degrees. In other words, uniformity has increased the minimum field of view needed to see the minimum number of required stars.