ارتقاء عملکرد سامانه ستاره یاب با استفاده از پردازش کاتالوگ

سامانه ستاره یاب به عنوان دقیق ترین ابزار کمک ناوبری به همراه سیستم ناوبری اینرسی به منظور تعیین وضعیت مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از مهم ترین قیود سامانه ستاره یاب، حجم حافظه سخت افزاری آن است. به منظور کاهش حجم اطلاعات مورد استفاده در نرم افزارهای این سامانه، راهکارهای مختلفی پیشنهاد شده است. یکی از اساسی ترین روش های کاهش حجم اطلاعات، یکنواخت سازی کاتالوگ ستارگان است که در انتها به صورت پایگاه داده در الگوریتم شناسایی الگوی ستارگان مورد استفاده قرار می گیرد. در پژوهش حاضر بعد از تشریح اجمالی عملکرد ستاره یاب، به معرفی کاتالوگ های ستاره مختلف پرداخته و با توجه به سابقه استفاده از کاتالوگ هیپارکوس در پروژه سامانه ستاره یاب نصیر 1، این کاتالوگ به عنوان کاتالوگ مرجع انتخاب می¬شود. کاتالوگ هیپارکوس دارای 5044 ستاره با قدر کمتر از 6 است. برای همگن سازی کاتالوگ، یکنواخت سازی با کمک کره یکنواخت در دستور کار قرار گرفت. سپس فرایند ایجاد کره یکنواخت توضیح داده می¬شود. سه روش قطاع¬های کروی، منحنی شیب¬دار و تامسون برای تولید کره یکنواخت انتخاب شدند. در روش قطاع¬های کروی، کره به قطاع¬های کوچکی تقسیم می شود که هر قطاع نماینده یک نقطه است. در بعدی یعنی روش منحنی شیب¬دار با شیب ثابت، با تولید یک منحنی با شیب یا آزیموت ثابت بر روی کره و ایجاد نقاطی با فاصله یکسان بر روی منحنی تولید شده، کره یکنواخت شکل می¬یابد. در روش آخر یعنی روش عنصر¬های شارژ شده یا تامسون، ذرات با بار مشابه بر روی سطح کره توزیع شده که اثرات متقابل ذرات بر یکدیگر باعث چیدمان یکنواخت آن ها و قرارگیری در حالت حداقل انرژی می شود. پس از ایجاد کره¬های یکنواخت متناظر با هر نقطه بر روی کره ستاره¬¬ای که دارای بهترین شرایط است، از کاتالوگ مرجع انتخاب می¬گردد. برای ارزیابی کاتالوگ¬های تولید شده و انتخاب بهترین روش یکنواخت سازی، هفت معیار ارزیابی تعریف شد. معیار حداقل انرژی، که یکنواخت ترین کره را مشخص می کند؛ معیار اندازه کاتالوگ که مشخص کننده حجم هریک از کاتالوگ¬ها است؛ معیار¬ احتمال حضور حداقل ستاره که بیان¬ کننده احتمال حضور تعداد حداقلی ستاره به منظور شناسایی در میدان دید ستاره یاب است؛ معیار¬های انحراف معیار و میانگین حضور ستارگان که مشخص کننده¬ی پارامترهای توزیع نرمال ستارگان هستند؛ معیار اندازه پایگاه داده که بیان¬گر حجم اطلاعات مورد نیاز برای شناسایی است و معیار صحت شناسایی الگوریتم بازشناسی که مشخص کننده¬ی عملکرد الگوریتم بازشناسی و میزان کارایی سامانه است و به صورت تست نرم¬افزار در حلقه انجام پذیرفت. در آخر با در نظر گرفتن مأموریت سامانه ستاره یاب نصیر 1، به هر یک از معیار¬های ارزیابی با توجه به اهمیتشان وزن داده شد و با جای دهی این اوزان در معادله¬¬ی معدل، کاتالوگ های تولید مورد مقایسه قرار گرفتند که کاتالوگ همگن شده با استفاده از روش عنصر¬های شارژ شده به¬عنوان کاتالوگ برتر انتخاب شد.