| 姓名 |
黃怡傑(Yi-Chech Huang)
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畢業系所 |
光機電工程研究所 |
| 論文名稱 |
電腦輔助設計追星儀安裝方位與避光排程
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| 摘要(中) |
追星儀是衛星與太空載具之姿態判斷系統的元件，主要功能是對其拍攝得之星象進行分析以判定衛星的位置與姿態。在拍攝影像時，日、月、地等光源都會有很大的影響，因此如何避開光害便是非常重要的課題。
本文貢獻為提出新的追星儀設計概念，主動於設計階段減輕任務中的避光負擔，以程式預先分析追星儀於衛星上之最佳安裝方位，有別於以往追星儀對於避光機構的研究，主動檢討根本問題。並以電腦輔助設計的方式提供使用者容易理解的避光排程建議。
文中詳述最佳安裝方位的分析流程，並以程式針對數顆現役衛星進行分析，以三維示意圖顯示多點安裝方位對應累計曝光面積量的資訊，提供使用者安裝方位建議，以折線圖表示固定安裝方位對應任務時程的曝光角度，提供使用者避光時機設定建議。
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| 摘要(英) |
The objective of this research is to study the new star tracker design process. The star tracker is a staple subsystem of satellites or space vehicles, which use star identification to determine the attitude. The basic design of star trackers contains baffles or motion controller for avoiding the light effect.
This paper describe the development of the new process which analyzes the installation direction of star tracker with mathematical models, using contour-map diagram to present the relationship between installation directions and exposing to the light of star sensor.
Besides, the tool for setting and modifying the light-avoiding process has also been developed in this paper.
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| 關鍵字(中) |
★ 避光排程
★ 安裝方位
★ 追星儀 |
關鍵字(英) |
★ light-avoiding process.
★ star tracker
★ installation direction |
| 論文目次 |
論文摘要 i
Abstract ii
致謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vi
表目錄 vii
縮寫及符號 viii
一、 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 文獻回顧 1
1.3 研究構想 3
1.4 論文架構 4
二、 理論基礎 5
2.1 追星儀簡介 5
2.2 追星儀視域（FIELD OF VIEW） 8
2.3 衛星軌道概述 9
2.3.1 衛星軌道參數介紹 14
2.3.1.1 衛星軌道六參數 14
2.3.1.2 衛星軌道六參數 16
2.3.2 衛星座標系統簡介 16
2.3.2.1 地球慣性座標（ECI） 17
2.3.2.2 衛星軌道座標（LVLH） 18
2.3.2.3 天文曆（JULIAN DAY） 18
2.3.2.4 SGP4衛星軌道模型 19
2.3.2.5 太陽軌道模型 20
2.3.2.6 月亮軌道模型 21
三、 軟體系統設計 23
3.1 目標系統數學模型 23
3.1.1 安裝方位與最佳安裝方位 23
3.1.2 曝光夾角與曝光面積比 26
3.2 軟體功能規劃 28
3.2.1 功能一：電腦輔助設計追星儀最佳安裝方位 28
3.2.2 功能二：電腦輔助制定與驗證追星儀避光排程 31
3.2.3 軟體使用流程規劃 33
3.3 軟體架構規劃 34
3.3.1 功能一軟體流程圖 35
3.3.2 功能二軟體流程圖 36
3.4 軟體實作 37
3.4.1 電腦輔助設計追星儀安裝方位 37
3.4.2 電腦輔助制定與驗證追星儀避光排程 39
四、 實驗數據分析與討論 42
4.1 軟體功能測試 42
4.2 不同時間長度之追星儀最佳安裝方位分析 45
4.3 不同衛星上得追星儀安裝方位分析 48
五、 結論 53
5.1結論 53
5.2未來展望 53
六、 參考文獻 54
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| 參考文獻 |
[1] 網路資料：人造衛星，取自：
http://zh.wikipedia.org/zh-tw/人造衛星
[2] 網路資料：人造衛星極相關知識，取自國家太空中心網頁：
http://www.nspo.org.tw/2008c/spacescience/glossary.htm
[3] 網路資料：地球同步軌道與地球靜止軌道的區別，取自：
http://www.chinabaike.com/article/16/86/93/2007/20070330104813.html
[4] 網路資料：軌道根數，取自：
http://zh.wikipedia.org/zh-tw/軌道根數
[5] 網路資料：Two Line Elements內容格式，取自：
http://celestrak.com/NORAD/documentation/tle-fmt.asp
[6] 黃冠笙，中央大學光機電研究所96th碩士論文：
「星象模擬器之開發」
[7] Star Sensor Specification Standard, Issue 1, 5 July 2002 , ESA.
[8] YANG Jian, ZHANG Guang-jun, JIANG Jie and FAN Qiao-yun, “ Semi-physical Simulation Test for Micro CMOS Star Sensor” , International Symposium on Photoelectronic Detection and Imaging, Volume 6622, pp. 66220E, March 2008
[9] Liebe, C.C., “Accuracy Performance of Star Trackers–A Tutorial,”
IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, Vol. 38, No. 2, pp. 587-599, April 2002.
[10] 網路資料：ECI座標介紹，取自：
http://celestrak.com/columns/v02n01/
[11] Fundamentals of astrodynamics and applications 作者：David A.
Vallado,Wayne D. McClain
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| 指導教授 |
江士標、葉則亮
(Shyh-Biau Jiang、Tse-Liang Yeh)
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審核日期 |
2010-7-19 |
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