ASTRO type systems for autonomous attitude determination in space are introduced. They recognize stars which are registered in the field of view (FOV) of a star sensor by using an on-board star catalogue for subsequent attitude determination in the 2nd equatorial coordinate system. The star sensor utilizes a Peltier cooled CCD array in the focal plane of a 1.4/100mm lens which realized a FOV of 5.3° * 8°. A first microprocessor system reduces the CCD readout data to the images of the registered stars and subsequently computes the exact star positions. A second microprocessor system realizes the attitude determination and is able to handle up to three star sensors simultanously. Utilizing more than one star sensor in a nearly orthogonal configuration allows a 3-axes attitude determination with a high accuracy.The first ASTRO type system -the ASTRO 1 -was designed and manufactured from 1984 to 1987 and launched in November 1989 on Module D to the Soviet MIR space station. Test results demonstrate that the in-orbit performance is better than specified. The star sensor registered stars up to 8.Om, and the measurement accuracy for attitude determination is characterized by 1 -2 arcsec.
nach dem Studium der Physik an der Uni Rostock am Observatorium f. Ionosphärenforschung tätig. Ab 1958 Entwicklung von Geräten und Methoden zur Untersuchung der äußeren Ionosphäre mittels Satellitensignalen. Ab 1966 Aufbau eines Bereiches für wissenschaftlichen Gerätebau am späteren Institut für Kosmosforschung. Anwendung von Methoden auf industrielle Steuersysteme, seit 1988 am Institut für Automatisierung. Dipl.-Ing. Christian Elstner studierte an der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Seit 1973 Mitarbeiter des Unternehmens Carl Zeiss JENA. Von diesem Zeitpunkt an arbeitete er an der Entwicklung und Realisierung von hochauflösenden multispektralen Kamerasystemen für den Weltraum-und Flugzeugeinsatz. Seit 1985 ist er mit der wissenschaftlichen Leitung der Entwicklung von Sternsensoren und Orientierungssystemen für Raumflugkörper betraut. Beschrieben wird ein System zur Dreiachsorientierung kosmischer Flugkörper am Sternhimmel. Die Orientierung kann in jeder Lage mit einer Genauigkeit von < 10 Bogensekunden festgestellt werden. Insbesondere werden folgende Punkte diskutiert:Die Aufarbeitung der Information aus der Matrixkamera bis zur Berechnung der Sternposition mit einer Genauigkeit von 0,1-0,2 Bildpunktabmessungen. Die Eineichung und Korrektur unterschiedlicher Fehler; Die Suche nach passenden Konstellationen im Sternkatalog. Paper describes a system for 3-axialorientierung of cosmica! objects referring to starry sky. Orientierung can be determined in arbitrary position with an accuracy of < 10 sec of arc. Following problems are described: Realtime processing of information from matrix-camera in order to get star position with an accuracy of 0.1 to 0.2 of one matrix element; gauging and elimination of different errors; search for matching constellations within starcatalog.
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