Thesis (MEng)--University of Stellenbosch, 2001. / ENGLISH ABSTRACT: SRMA currently used on the SUNSAT field station is an effective MAC layer protocol but lacks several features. Sufficient support for flexible communication, acknowledgement of individual data packets, simultaneous communication of multiple instances from a higher layer over a single underlying layer, and a robust FTP procedure to transfer large amounts of data are some of the features that the SUNSA T field station should cater for. ORBCOMM, GSM and WAP implementations are discussed. Some features from these implementations that are useful in the LEO communication environment are designed into an additional layer of software. This additional layer, called middleware, is proposed and uses SRMA services to deliver store-and-forward services. It supports high volumes of short transactions and session suspend and resume facilities between the SUNSA T satellite and field station. Keywords: SUNSAT, Communication, Field station, WAP, GSM, ORBCOMM / AFRIKAANSE OPSOMMING: Die SRMA pakketkommunikasie-protokol op SUNSA T se prototipe grondterminaal is voldoende om die oordrag van boodskappe oor die kommunikasieverbinding te reguleer. Dit is onvoldoende om fasiliteite soos kommunikasie van 'n aantal instansies in 'n hoër kommunikasie laag oor 'n enkele laer laag en om 'n robuuste data oordrag protokol vir groot hoeveelhede data van 'n grondterminaal te ondersteun. ORBCOMM, GSM en WAP stelsel toepassings word bespreek. Resultate wat spruit uit die drie toepassings word gebruik om kommunikasie in 'n lae wentelbaan kommunikasie omgewing te bevorder. 'n Bykomende sagteware laag, bekend as middle-ware, word aanbeveel om voorafgenoemde funksionaliteit mee te implimenteer. Die middle-ware gebruik die beskikbare dienste van die SRMA pakketkommunikasie-protokol om toegang te verkry na die kommunikasie kanaal. Sodoende kan hoë volumes kort transaksies, en sessie-stop en hervat fasiliteite 'n werklikheid gemaak word. Sleutelwoord: SUNS AT, Kommunikasie, grondterminaal, WAP, GSM, ORBCOMM

Thesis (MScEng)--University of Stellenbosch, 2001. / ENGLISH ABSTRACT: A new task scheduler for the Attitude Determination and Control System (ADCS) of the Stellenbosch University Satellite (SUNSAT) has been designed and tested on a personal computer. This new scheduler is capable of uploading new control tasks, or changing existing control tasks, on an individual basis. This is an improvement on the current ADCS task scheduler, where the control tasks are hard-coded in the scheduler, requiring the entire software image of the scheduler to be uploaded if a new task is to be added, or an existing task is to be changed. The new scheduler was developed using the Java programming language. The Java ClassLoader class is used to dynamically load tasks to a linked list. The scheduler thread runs through this linked list and schedules all the tasks that have become schedulable. New tasks can be added to the list without stopping the scheduler. The new scheduler has been successfully implemented on a personal computer, laying a good foundation for implementation in an embedded environment based on processors such as the T800 Transputer of the ADCS or the 80386 processor of the secondary onboard computer (OBC2). / AFRIKAANSE OPSOMMING: 'n Nuwe taak skeduleerder vir die orientasie beheerstelsel (Engels: Attitude Determination and Control System, of ADCS) van die Stellenbosch Universiteit Satelliet (SUNSAT) is ontwerp en getoets op 'n persoonlike rekenaar. Hierdie nuwe skeduleerder het die verrnoee om ekstra beheertake op te laai, of bestaande beheertake te wysig, onafhanklik van mekaar. Dit is 'n verbetering op die huidige ADCS taak skeduleerder waar take hard gekodeer is in die skeduleerder en waar vereis word dat die volledige sagteware beeld van die skeduleerder opgelaai moet word indien 'n nuwe taak bygevoeg wil word of 'n bestaande taak gewysig wil word. Die nuwe skeduleerder is ontwikkel met behulp van die Java programmeringstaal. Die Java C/assLoader klas is gebruik om take dinamies te laai en te voeg by 'n skakellys. Die skeduleerder proses stap dan deur hierdie skakellys en skeduleer aile take wat skeduleerbaar geword het. Nuwe take kan by die skakellys gevoeg word sonder om die skeduleerder te stop. Die nuwe skeduleerder is suksesvol ge'lmplementeer op 'n persoonlike rekenaar en Ie 'n goeie grondslag vir implementering in 'n toegewyde stelsel omgewing gebaseer op byvoorbeeld die T800 Transputer van die ADCS of die 80386 verwerker van die sekondere aanboord rekenaar (OBC2).

Thesis (MScEng)--University of Stellenbosch, 2001. / ENGLISH ABSTRACT: One of the main subsystems of SUNSAT is the Attitude Determination and Control System (ADCS), responsible for the orientation and positioning of the satellite. Due to the integrated architecture of the system, several shortcomings were identified. A possible solution to the problems is the implementation of a distributed system. The design of a communication protocol for a distributed system is the focus of this thesis. An investigation on different network topologies and communication protocols as well as error control techniques is carried out to establish a combination that meets the requirements of the ADCS. Based on defined protocol specifications a detailed protocol design is proposed. Then the protocol is implemented using a layered software structure that emanates from the OSI layering model, to provide well defined software structures and interfaces. A series of measurements have shown that the protocol meets the functional requirements of the ADCS and further provides reliable data transfer on the network. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Een van die vernaamste dele van SUNSAT is die "Attitude Determination and Control System" (ADCS) wat verantwoordelik is vir die orientasie en posisionering van die satelliet. Verskeie tekortkomminge as gevolg van die geYntegreerde argitektuurvan die stelsel, is geYdentifiseer. 'n Moontlike oplossing vir die probleme is die implementering van 'n verspreide stelsel. Die ontwerp van 'n kommunikasie protokol vir 'n verspreide stelsel is die fokus van die tesis. 'n Ondersoek na verskeie netwerk topoloqie en kommukasie protokolle, asook foutbeheer tegnieke is uitgevoer om vas te stel watter kombinasie die ADCS se vereistes sal bevredig. 'n Gedetaileerde protokol ontwerp is voorgestel gebaseer op gedefineerde protokol spesifikasies. Hierdie protokol is toe geYmplementeer deur gebruik te maak van vlak gestruktureerde sagteware wat afkomstig is van die OSI model, met die oog op goed gedefineerde sagteware strukture en koppelvlakke. 'n Reeks meetings het aangedui dat die protokol die funksionele vereistes van die ADCS bevredig en dat dit verder betroubare data verplasing oor die netwerk verskaf.

Thesis (MEng)--Stellenbosch University, 2013. / ENGLISH ABSTRACT: Throughout its lifetime in space, a spacecraft is exposed to risk of collision with orbital debris or operational satellites. This risk is especially high within the Low Earth Orbit (LEO) region where the highest density of space debris is accumulated. This study investigates orbital decay of some LEO micro-satellites and accelerating orbit decay by using a deorbitsail. The Semi-Analytical Liu Theory (SALT) and the Satellite Toolkit was employed to determine the mean elements and expressions for the time rates of change. Test cases of observed decayed satellites (Iridium-85 and Starshine-1) are used to evaluate the predicted theory. Results for the test cases indicated that the theory tted observational data well within acceptable limits. Orbit decay progress of the SUNSAT micro-satellite was analysed using relevant orbital parameters derived from historic Two Line Element (TLE) sets and comparing with decay and lifetime prediction models. The study also explored the deorbit date and time for a 1U CubeSat (ZACUBE-01). A proposed orbital debris solution or technology known as deorbitsail was also investigated to gain insight in sail technology to reduce the orbit life of spacecraft with regards to de- orbiting using aerodynamic drag. The deorbitsail technique signi cantly increases the e ective cross-sectional area of a satellite, subsequently increasing atmospheric drag and accelerating orbit decay. The concept proposed in this work introduces a very useful technique of orbit decay as well as deorbiting of spacecraft. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Gedurende sy leeftyd in die ruimte word 'n ruimtetuig blootgestel aan die risiko van 'n botsing met ruimterommel of met funksionele satelliete. Hierdie risiko is veral hoog in die lae-aardbaan gebied waar die hoogste digtheid ruimterommel voorkom. Hierdie studie ondersoek die wentelbaanverval van sommige Lae-aardbaan mikrosatelliete asook die versnelde baanverval wanneer van 'n deorbitaal meganisme gebruik gemaak word. Die Semi-Analitiese Liu Teorie en die Satellite Toolkit sagtewarepakket is gebruik om die gemiddelde baan-elemente en uitdrukkings vir hul tyd-afhanlike tempo van verandering te bepaal. Toetsgevalle van waargenome vervalde satelliete (Iridium-85 en Starshine-1) is gebruik om die verloop van die voorspelde teoretiese verval te evalueer. Resultate vir die toetsgevalle toon dat die teorie binne aanvaarbare perke met die waarnemings ooreenstem. Die verloop van die SUNSAT mikrosatelliet se wentelbaanverval is ook ontleed deur gebruik te maak van historiese Tweelyn Elemente datastelle en dit te vergelyk met voorspelde baan- elemente. Die studie het ook ondersoek ingestel na die voorspelde baan-verbyval van 'n 1-eenheid cubesat (ZACUBE-01). Die impak op wentelbaanverval deur 'n voorgestelde oplossing vir die beperking van ruimterommel, 'n deorbitaalseil, is ook ondersoek. So seil verkort 'n satelliet se ruimte- leeftyd deur sy e ektiewe deursnee-area te vergroot en dan van verhoogde atmosferiese sleur en sonstralingsdruk gebruik te maak om die vervalproses te versnel. Hierdie voorgestelde konsep is 'n moontlike nuttige tegniek vir versnelde baanverval en beheerde deorbitalering van ruimtetuie om ruimterommel te verminder.