Levantamento de técnicas de identificação de estrelas e desenvolvimento de um ambiente de simulação e testes para análise de seus desempenhos em aplicações espaciais / A survey on star identification techniques and development of a simulation and test environment to analyzed their performance on space applications

Gustavo Baldo Carvalho

Este trabalho analisa e classifica diversas técnicas existentes de identificação de estrelas observadas por sensores estelares em espaço naves estabilizadas triaxialmente, com o objetivo de facilitar a escolha do algoritmo mais adequado a uma determinada aplicação. A análise das técnicas de identificação de estrelas se baseia em simulações de vistas por um sensor estelar, utilizando-se um catálogo como fonte de informação. As possibilidades para as identificações de estrelas são: identificação correta, identificação errônea, identificação ambígua e não identificação. Algumas das principais tarefas das técnicas são maximizar a probabilidade de identificação correta e minimizar a probabilidade de identificação errônea. O tempo de processamento e a memória requerida são também aspectos relevantes. Algumas técnicas de identificação de estrelas analisadas pressupõem disponibilidade de informação de atitude a priori, enquanto outras não. Algumas procuram otimizar o processo de busca da solução por meio de uma técnica adequada de varredura do catálogo de estrelas enquanto outras fazem a varredura de catálogos de pares de estrelas ou ainda de catálogos de padrões de estrelas. A solução em algumas técnicas é obtida por sucessivas verificações lógicas, enquanto que em outras pela maximização de um índice de desempenho. Um ambiente de simulação e testes denominado Star Identification Algorithm Test Software (S.I.A.T.S.)foi desenvolvido para facilitar a comparação entre algoritmos que implementam técnicas de identificação de estrelas. Assim, diversos algoritmos são implementados e comparados em termos de taxa de sucesso, erros da atitude determinada e tempo de processamento. Após a identificação das estrelas, a atitude é estimada pelo método de mínimos quadrados que utiliza dois ou mais versores conhecidos em dois referenciais diferentes. A representação de atitude é feita através de ângulos de Euler e as coordenadas das estrelas em um referencial inercial são obtidas de catálogos estelares tais como o SKY Catalogue 2000.0 (Sky Publishing Corporation, 1991). Dessa forma, pretende-se somar esforços a projetos em andamento no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)tais como o projeto de um sensor estelar, o satélite franco-brasileiro e o projeto do balão de ""Máscara Codificada"" (MASCO).

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