طراحي و ساخت حسگر خورشيدي ديجيتال با شكاف بهينه شده در كل ميدان ديد

Design and Manufacture of Digital Sun Sensor with an Optimized Slit over the Entire Field of View

يكي از زير سيستم‌هاي كليدي در ماهواره‌ها سيستم تعيين وضعيت مي‌باشد و حسگر خورشيد يكي از رايج‌ترين حسگرهاي در اين حوزه به حساب مي‌آيد. امروزه با توجه به پيشرفت روز افزون ماهواره‌ها، نياز به افزايش دقت در زيرسيستم‌هاي ماهواره‌ بسيار ضروري به نظر مي‌رسد. در اين مقاله طراحي اپتيكي يك شكاف بهينه در حسگر خورشيد با هدف افزايش دقت حسگر مورد بررسي قرار مي‌گيرد. در اين حسگر از دو عدد آشكارساز خطي متعامد استفاده شده است كه بالاي هر يك از آشكارسازها شكاف بهينه‌اي عمود بر آشكارسازها در فاصله بهينه‌اي با توجه به ميدان ديد مورد نياز، قرار گرفته است. با توجه به نور عبوري از شكاف‌هاي بهينه و اثر آن بر آشكارسازها و شكاف، قله‌اي در خروجي آشكارسازها قابل مشاهده است كه با توجه به مكان قله و شكل آن مي‌توان زاويه نور ورودي را با دقت بالايي محاسبه كرد. حسگر خورشيد ساخته شده در پژوهشكده مكانيك شيراز داراي خطاي مطلق (2 سيگما) 0.14 در زاويه ديد50 ± درجه مي باشد.

One of the key subsystems in satellites is the attitude determination, and the sun sensor is one of the most common sensors in this field. Today, due to the increasing development of satellites, the need to increase the accuracy of satellite subsystems seems very necessary. In this paper, the design of a sun sensor made with an optimized slit in the entire field of view is examined. In this sensor, two orthogonal linear detectors are used, on top of each of the detectors, an optimal gap perpendicular to the detectors is required at an optimal distance according to the field of view. Due to the light passing through the optimized slits and its effect on the detectors and the slit, a peak can be seen in the output of the detectors, which according to the location of the peak, the angle of the incoming light can be calculated with high accuracy. The sun sensor made in Shiraz Mechanics Research Institute has an absolute error (2 sigma) of 0.14 in the 50 degrees of field of view