Procedimiento de caracterización de las vibraciones para un satélite de observación.

Procedimiento de caracterización de las vibraciones que afectan a un satélite de observación (2) equipado con un sistema generador de imágenes que tiene un eje de puntería (Z) y con un sistema de actitud que permite orientar el eje de puntería (Z) del sistema generador de imágenes,

caracterizado porque comprende las etapas que consisten en:

- seleccionar una estrella (100) en una lista de estrellas observables (70) por medio del sistema generador de imágenes;

- extraer una primera y una segunda coordenada (X0, Y0) de la estrella seleccionada según una primera y una segunda dirección (X, Y);

- orientar el satélite por medio del sistema de actitud de manera que el eje de puntería (Z) del sistema generador de imágenes apunte hacia la primera coordenada y barra, según la segunda dirección, una ventana situada alrededor de la segunda coordenada de la estrella seleccionada;

- adquirir una imagen por medio del sistema generador de imágenes durante el barrido según la segunda dirección de dicha ventana, presentando la imagen obtenida (420) una estela que corresponde a la estrella seleccionada; y

- analizar (500) la imagen obtenida para determinar, a partir de las oscilaciones de la estela, por lo menos una característica de las vibraciones que afectan al satélite.

Procedimiento de caracterización de las vibraciones para un satélite de observación.

La presente invención se refiere al campo de los satélites de observación y, más particularmente, de los satélites de observación de la superficie terrestre.

Un satélite de observación de la superficie terrestre, que orbita alrededor de la tierra, está equipado con un sistema generador de imágenes constituido por un detector, así como con los medios electrónicos e informáticos que permiten la adquisición de imágenes.

Además, el satélite está equipado con un sistema de actitud que comprende unos accionadores, así como con los medios electrónicos e informáticos de mando y de control que permiten orientar el satélite mediante rotación alrededor de su centro de gravedad. Estos accionadores comprenden unos elementos móviles cuyo movimiento es controlado para hacer girar el satélite mediante un efecto de reacción. Se utilizan generalmente unas ruedas de reacción dispuestas según varios ejes fijos con respecto al satélite, o, para los satélites muy ágiles, unos accionadores giroscópicos. Un accionador giroscópico comprende un torno móvil en rotación a una velocidad regulable y mantenido por una estructura apta para pivotar. Cuando se pivota la estructura para modificar la orientación del eje de rotación del torno, la fuerza de reacción generada permite modificar la actitud del satélite con respecto a un referencial inercial de referencia.

El movimiento de rotación de los tornos de los accionadores giroscópicos genera unas vibraciones, que tienen generalmente una frecuencia elevada, del orden de 100 Hz, que se propagan al conjunto del satélite y, en particular, al sistema generador de imágenes. Estas vibraciones, cuyas características dependen de la velocidad de rotación de los tornos, deterioran la calidad de las imágenes obtenidas volviéndolas borrosas y/o distorsionadas. Se dice entonces que la imagen está perturbada geométricamente.

Hasta ahora, el bucle de regulación de la actitud del satélite permite conocer sólo las características de las vibraciones cuya frecuencia es relativamente baja, típicamente inferior a 16 Hz. Más allá de esta frecuencia, se producen las vibraciones y deterioran la calidad de las imágenes obtenidas.

Se conocen unos procedimientos de medición de la calidad de imagen destinados a evaluar las perturbaciones geométricas.

Según un primer procedimiento de la técnica anterior, se observan diferentes sitios terrestres que comprenden un gran número de puntos cuyas coordenadas son conocidas de manera precisa. Se deduce del análisis de las imágenes obtenidas la amplitud de las oscilaciones de frecuencias esencialmente bajas del eje de puntería del sistema generador de imágenes.

Según un segundo procedimiento utilizado para estudiar la estabilidad de la línea de puntería del sistema generador de imágenes, se utilizan unas técnicas de correlación de por lo menos dos imágenes de un mismo sitio terrestre cualquiera. El documento JANSCEK K et al: "Integrated camera motion compensation by real-time image motion tracking and image deconvolution" ADVANCED INTELLIGENT ME-CHATRONICS. PROCEEDINGS, 2005 IEEE/ASME INTERNATIONAL CONFERENCE ON MONTEREY, CA 24-28 de JULIO, 2005, PISCATAWAY, NJ, USA, IEEE, 24 Julio de 2005 () , páginas 1437-1444, XP010837963 ISBN: 978-0-7803-9047-8" describe un procedimiento de este tipo.

Estos procedimientos necesitan la adquisición de imágenes, frecuentemente en gran número, de sitios terrestres que no siempre son visibles desde el espacio a causa de la nubosidad. Las imágenes obtenidas deben ser tratadas después por medio de algoritmos matemáticos complejos. Estos procedimientos son por lo tanto largos y costosos de aplicar.

La invención tiene, por lo tanto, como objetivo paliar los problemas precitados proponiendo un procedimiento simple de evaluación de la amplitud de las vibraciones que tienen una influencia durante la adquisición de imágenes con el fin de optimizar la calidad de las imágenes obtenidas.

Para ello, la invención se refiere a un procedimiento de caracterización de las vibraciones que afectan a un satélite de observación equipado con un sistema generador de imágenes que tiene un eje de puntería y un sistema de actitud que permite orientar el eje de puntería del sistema generador de imágenes. El procedimiento comprende las etapas que consisten en:

- seleccionar una estrella en una lista de estrellas que se pueden observar por medio del sistema generador de imágenes;

- extraer una primera y una segunda coordenada de la estrella seleccionada según una primera y una segunda dirección;

- orientar el satélite por medio del sistema de actitud de manera que el eje de puntería del sistema generador de imágenes apunte según la primera coordenada y barra, según la segunda dirección, una ventana situada alrededor de la segunda coordenada de la estrella seleccionada;

- adquirir una imagen por medio del sistema generador de imágenes durante el barrido según la segunda dirección de dicha ventana, presentando la imagen obtenida una estela que corresponde a la estrella seleccionada; y

- analizar la imagen obtenida para determinar, a partir de las oscilaciones de la estela, una característica de las vibraciones que afectan al satélite.

Según unos modos particulares de la invención, el procedimiento comprende una o varias de las características siguientes, consideradas aisladamente o según todas las combinaciones técnicamente posibles:

- las etapas de orientación del satélite, de adquisición de una imagen y de análisis de la imagen obtenida se repiten para unos valores diferentes de la velocidad de movimiento de un elemento móvil de un dispositivo embarcado a bordo del satélite cuya velocidad de movimiento es regulable.

- el dispositivo mecánico está constituido por unos accionadores giroscópicos del sistema de actitud del satélite que comprende unos tornos cuya velocidad de rotación es regulable.

- una vez que se ha establecido una dependencia entre una característica de las vibraciones y la velocidad de movimiento del elemento móvil en un intervalo de velocidad de movimiento, la velocidad de movimiento del elemento móvil se regula al valor que induce las degradaciones más bajas de la calidad de las imágenes,

- el procedimiento comprende una etapa de determinación de una velocidad de barrido para barrer la ventana según una segunda dirección y de una duración para la etapa de adquisición de imagen,

- la determinación de una velocidad de barrido y la determinación de una duración son tales que el producto de estos dos parámetros es superior a una precisión angular de punteo del sistema de actitud,

- la determinación de la velocidad de barrido tiene en cuenta un número mínimo de líneas de la imagen obtenida que tiene por lo menos un píxel iluminado por la estrella seleccionada,

- el procedimiento se aplica cuando el satélite se sitúa en una porción nocturna de su órbita,

- la lista de las estrellas observables se obtiene por extracción a partir de un catálogo general de estrellas que proporciona, entre otros, las posiciones y la magnitud de las estrellas, y a partir de las características físicas del sistema generador de imágenes, tales como el tiempo de muestreo,

- la característica de las vibraciones comprende un parámetro de las vibraciones de entre una amplitud, una frecuencia y un espectro.

La invención se refiere asimismo a un satélite de observación equipado con una instalación para la caracterización 45 de las vibraciones que afectan al satélite de observación equipado con un sistema generador de imágenes que tiene un eje de puntería y un sistema de actitud que permiten orientar el eje de puntería del sistema generador de imágenes. La instalación permite la aplicación del procedimiento presentado anteriormente, y comprende:

- una lista de estrellas observables por medio del sistema generador de imágenes;

- un medio de selección de una estrella en dicha lista;

- un medio de extracción de la primera y de la segunda coordenada de la estrella seleccionada según una primera

y una segunda dirección; 55

- un medio de elaboración de un perfil de actitudes para que, cuando se sigue el perfil de actitudes, el sistema de actitud del satélite oriente el satélite de manera que el eje de puntería del sistema generador de imágenes apunte hacia la primera coordenada y barra, según la segunda dirección, una ventana situada alrededor de la segunda coordenada de la estrella... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de caracterización de las vibraciones que afectan a un satélite de observación (2) equipado con un sistema generador de imágenes que tiene un eje de puntería (Z) y con un sistema de actitud que permite orientar el eje de puntería (Z) del sistema generador de imágenes, caracterizado porque comprende las etapas que consisten en:

- seleccionar una estrella (100) en una lista de estrellas observables (70) por medio del sistema generador de

imágenes; 10

- extraer una primera y una segunda coordenada (X0, Y0) de la estrella seleccionada según una primera y una segunda dirección (X, Y) ;

- orientar el satélite por medio del sistema de actitud de manera que el eje de puntería (Z) del sistema generador 15 de imágenes apunte hacia la primera coordenada y barra, según la segunda dirección, una ventana situada alrededor de la segunda coordenada de la estrella seleccionada;

- adquirir una imagen por medio del sistema generador de imágenes durante el barrido según la segunda dirección

de dicha ventana, presentando la imagen obtenida (420) una estela que corresponde a la estrella seleccionada; y 20

- analizar (500) la imagen obtenida para determinar, a partir de las oscilaciones de la estela, por lo menos una característica de las vibraciones que afectan al satélite.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la etapas de orientación del satélite de adquisición de una imagen y de análisis (500) de la imagen obtenida (420) se repiten para unos valores diferentes de la velocidad de movimiento (w0) de un elemento móvil de un dispositivo embarcado a bordo del satélite (2) , cuya velocidad de movimiento (w) es regulable.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque dicho dispositivo mecánico está constituido por unos accionadores giroscópicos del sistema de actitud del satélite que comprenden unos tornos cuya velocidad de rotación (w0) es regulable.

4. Procedimiento según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque una vez que se establece sobre un intervalo de velocidad de movimiento una dependencia entre una característica de las vibraciones y la velocidad de movimiento del elemento móvil, la velocidad de movimiento del elemento móvil se regula al valor que induce las degradaciones más bajas de la calidad de las imágenes.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una etapa de determinación (200) de una velocidad de barrido (O0) para barrer dicha ventana según la segunda dirección (Y) y de 40 una duración (T0) para la etapa de adquisición de imagen.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque la determinación de una velocidad de barrido (O0) y la determinación de una duración (T0) son tales que el producto de estos dos parámetros es superior a una precisión angular de punteo del sistema de actitud.

7. Procedimiento según la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque la determinación de la velocidad de barrido (O0) tiene en cuenta un número de líneas mínimo de la imagen obtenida que tiene por lo menos un píxel iluminado por la estrella seleccionada.

50 8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se aplica cuando el satélite (2) se sitúa en una porción nocturna de su órbita (5) .

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la lista de estrellas observables (70) se obtiene mediante extracción (50) a partir de un catálogo general de estrellas (60) que 55 proporciona, entre otros, las posiciones y la magnitud de las estrellas, y a partir de las características físicas del sistema generador de imágenes, tales como el tiempo de muestreo (t_ech) .

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha por lo menos una característica de las vibraciones comprende un parámetro de vibraciones de entre una amplitud, una frecuencia y un 60 espectro.

11. Dispositivo para la caracterización de las vibraciones que afectan a un satélite que comprende un satélite de observación (2) equipado con un sistema generador de imágenes que tiene un eje de puntería (Z) y con un sistema de actitud que permite orientar el eje de puntería (Z) del sistema generador de imágenes, caracterizado porque 65 comprende una instalación para la caracterización de las vibraciones que afectan al satélite que permite la aplicación del procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, y que comprende:

- una lista de estrellas observables (70) por medio del sistema generador de imágenes;

- un medio de selección de una estrella (100) en dicha lista;

- un medio de extracción de la primera y de la segunda coordenada (X0, Y0) de la estrella seleccionada según una primera y una segunda dirección (X, Y) ;

- un medio de elaboración de un perfil de actitudes para que, cuando se sigue dicho perfil de actitudes, el sistema de actitud del satélite oriente el satélite de manera que el eje de puntería (Z) del sistema generador de imágenes apunte hacia la primera coordenada y barra, según la segunda dirección, una ventana situada alrededor de la segunda coordenada de la estrella seleccionada; permitiendo el sistema generador de imágenes adquirir una imagen durante el barrido según la segunda dirección de dicha ventana, presentando la imagen obtenida (420)

una estela que corresponde a la estrella seleccionada; y

- un medio de análisis que permite determinar, a partir de las oscilaciones de la estela sobre la imagen obtenida, por lo menos una característica de las vibraciones que afectan al satélite.