Development and Implementation of ESTCube-2 Star Tracker FPGA Design
Kuupäev
2024
Autorid
Ajakirja pealkiri
Ajakirja ISSN
Köite pealkiri
Kirjastaja
Tartu Ülikool
Abstrakt
Attitude determination and control play a critical role in a spacecraft, where one solution for attitude
determination can be star tracking. Star tracker systems can provide high-accuracy attitude
information based on star identification, and such a system is also a part of the ESTCube-2
nanosatellite developed by the Estonian Student Satellite Foundation. One of the primary components
in the ESTCube-2 star tracker is a field-programmable gate array (FPGA) responsible
for processing the captured images. This thesis aims to develop and implement FPGA system
design and necessary algorithms for star tracking and assess the performance of the obtained
design. Different FPGA design components were made to interface with external devices and
perform different functions related to star tracking.
Kirjeldus
Enamasti on satelliidi asendi määramine ja
kontroll kosmilises ruumis missiooni seisukohast kriitiline. Asendi määramiseks kasutatakse
laialdaselt tähtede teadaolevaid koordinaate taevasfääril ning juba tuvastatud tähtede abil on
võimalik asendikontrolli algoritmidel satelliiti tähtede suhtes nõutud asendis hoida. Tähejälgimissüsteemid
suudavad võrreldes enamike muude asendi määramise meetoditega anda väga suure
täpsusega asendiinfot ning selline süsteem on loodud ka Eesti Tudengisatelliidi Sihtasutuse poolt
välja töötatud nanosatelliidi ESTCube-2 jaoks. ESTCube-2 tähejälgimissüsteemi üks peamisi
komponente on programmeeritav loogikamassiiv (ik. field-programmable gate array) (FPGA),
mille ülesandeks on tähejälgimiskaamera sensoriga jäädvustatud piltide töötlemine. Käesoleva
lõputöö eesmärk on välja töötada ja implementeerida FPGA disain, tähtede jälgimiseks vajalikud
algoritmid ning hinnata saadud disaini toimivust. Töö käigus loodi erinevad FPGA disainikomponendid,
mille abil liidestutakse välisseadmetega ja täidetakse erinevaid tähtede tuvastamisega
seotud funktsioone.
Märksõnad
ESTCube-2, Star Tracker, Attitude Determination, FPGA