The line-of-sight (LoS) pointing and stability requirements of Earth observation satellites are becoming increasingly stringent. The microvibrations that disturb the LoS are therefore no longer negligible, and many studies are focusing on the estimation of these microvibrations and on mitigation strategies, on platform and payload levels. Disturbances of the LoS can be seen by image processing algorithms that provide high-frequency information. In this paper, a novel method is proposed to fuse these optical data with inertial data using a Kalman filter to obtain the best LoS estimation. To demonstrate the performances of this fusion, a simulation tool is developed on Matlab/Simulink and three estimators, corresponding to three image processing techniques (fixed scene, scrolling scene and scene tracking) are tested. The stabilization of the LoS is performed by adding a fast-steering mirror in the optic path of the telescope. Results indicate that the fusion with optical data enables to include in the LoS estimation the instrument motion, which can differ from the platform motion at high frequencies. Using this estimation, stabilization results are approaching the challenging pointing requirements. / Siktlinjens (LoS) peknoggrannhet och stabilitetskrav för jordobservationssatelliter blir allt striktare. Mikrovibrationerna som stör LoS är därför inte längre försumbara, och många studier fokuserar på uppskattningen av dessa mikrovibrationer samt på strategier för att minska dessa, både plattforms- och nyttolastnivåerna. Störningar i LoS kan ses av bildbehandlingsalgoritmer som ger högfrekvent information. I detta arbete föreslås en ny metod för att slå samman optiska data med tröghetsdata med hjälp av ett Kalman-filter för att uppnå bästa LoS-uppskattning. För att visa prestandan för denna datasammanslagning utvecklades ett simuleringsverktyg i Matlab/Simulink och tre uppskattningsalgoritmer, motsvarande tre bildbehandlingstekniker (fast scen, rullningsbild och scenspårning), testades. Stabiliseringen av LoS utförs genom att lägga till en snabbspegel i teleskopets optiska väg. Resultaten visar att sammanslagningen med optisk data gör det möjligt att inkludera instrumentets rörelse i LoS-uppskattningen, som kan skilja sig från plattformens rörelse vid höga frekvenser. Med hjälp av denna uppskattning närmar sig stabiliseringsresultaten de utmanande pekkraven.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-299359 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Josses, Roxane |
| Publisher | KTH, Rymdteknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-CBH-GRU ; 2021:256 |
Page generated in 0.0018 seconds