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Bahn- und Lageregelung von Satelliten
Bahn- und Lageregelung von Satelliten
Damit Satelliten ihre Aufgaben (z.B. Erdbeobachtung, astronomische Beobachtungen, Kommunikation) erfüllen können, ist es notwendig die für die Aufgabe geeignete Lage (Ausrichtung) und Bahn (Orbit) einzustellen. Dazu befinden sich an Bord der Satelliten Sensoren zur Erfassung der Lagebewegung und des Orbits, Aktuatoren zur Beeinflussung und Änderung der Bewegung sowie Software, die aus den Sensorsignalen Bahn und Lage bestimmt und daraus Stelleingriffe berechnet, mit denen die Aktuatoren kommandiert werden.
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Luftlagertisch im Labor FACE
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Bis zum erfolgreichen Einsatz eines Bahn- und Lageregelungssystems (engl. Attitude and Orbit Control System, AOCS) sind mehrere Entwicklungsphasen beginnend mit dem Entwurf bis zur Inbetriebnahme im Orbit zu durchlaufen. Die Fähigkeit der Abteilung Navigations- und Regelungssysteme ist es, komplette Bahn- und Lageregelungssysteme für Satelliten über den kompletten Entwicklungszyklus zu entwickeln und die Systemverantwortung für dieses Subsystem zu übernehmen. Dies beinhaltet unter anderem:
- Anforderungsanalyse und Anforderungsmanagement
- Systementwurf und Erstellung von System-Budgets
- Auslegung, Dimensionierung und Spezifikation von Sensoren, Aktuatoren und Avionik
- Modellierung, Simulation und Validierung
- Beschaffung, Prüfung und Kalibrierung von Hardware-Komponenten (insbesondere Sensoren und Aktuatoren)
- Entwurf und Implementierung von Algorithmen zur Zustandsbestimmung und Regelung
- Verifizierung von Algorithmen (Model-in-the-Loop, MiL), Software (Software-in-the-Loop, SiL) und des Gesamtsystems (Hardware-in-the-Loop, HiL)
- Unterstützung bei der Systemintegration und bei Systemtests
- Inbetriebnahme des Satelliten im Orbit inklusive Datenanalyse, In-Orbit-Kalibrierung und Parameteranpassungen
- Unterstützung des Satellitenbetriebs
Für die Umsetzung des Entwicklungsprozesses wendet die Abteilung Navigations- und Regelungssysteme die Standards der ECSS (European Cooperation for Space Standardization) an, wobei speziell die Standards und Handbücher der Disziplin „E-60 Control Engineering“ im Vordergrund stehen.
