Themenbeschreibung
Koppelnavigation ist die entscheidende Rückfallebene für Flugführung, sobald Bodenmerkmale nicht erkannt werden können und Satellitennavigationssysteme unzuverlässig werden. Inertialnavigationssysteme (INS) unterliegen während des Fluges einem quadratisch mit der Zeit anwachsenden Positionsfehler, der bei modernen Systemen weniger als 1 NM pro Stunde beträgt. Für längere Flüge und automatische Landeverfahren ist eine weitere Verbesserung wünschenswert. Ein Weg ist die Ermittlung der Lage des Fahrzeugs im Raum mittels eines Sternsensors, und die Zusammenführung von Lagelösung uns INS-Daten im Kalman-Filter. Die Genauigkeit der Positionsbestimmung kann so erhöht und der zeitliche Anstieg des Positionsfehlers verlangsamt werden. Die Arbeit soll einen Beitrag leisten zur Abwägung von Aufwand und Nutzen der Sternnavigation.
Mögliche Arbeitsinhalte
- Vorarbeiten bei der Jena-Optronik GmbH: Detektion des Infrarotlichts von Sternen bei Tage
- Aufstellen eines Anforderungskatalogs für den Taglicht-Sternsensor anhand eines Sternkatalogs für den SWIR-Bereich
- Bestimmung der Magnitude der Sterne im SWIR-Bereich, sodass für das praktikable Gesichtsfelder ausreichend Sterne vorhanden sind
- Ableiten der notwendige effektiven Belichtungszeit unter den Annahmen verschiedener Flughöhe
- Schwerpunkt der Arbeit an der TU BS: Bewegungskompensation in der Bildverarbeitung durch Rückkopplung von Drehraten aus der Inertialnavigation auf die Verschiebung nachfolgender Bilder zueinander
- Verfahren zur Rauschunterdrückung
- Effektive Rauschunterdrückung durch Referenzbildung, sowohl für Detektorrauschen (stationär), als auch für Atmosphärenfluktuation (bewegungsabhängig)
- Reduktion des effektiven Gesichtsfelds durch die Bewegung
- Bewertung der Kontraststeigerung des Sternsignals vor Rayleighstreuung durch Polarisationsfilter
- Aufstellen eines vollständigen Performance-Modells für den Taglicht-Sternsensor
- Inbetriebnahme eines Taglicht-Sternsensor-Demonstrators aus Laborkomponenten
- Durchführung von Experimenten mit bewegtem Sternsensor und Erprobung von Bildkorrekturalgorithmen
Kontakt und Betreuung am IFF:
Ulf Bestmann, Tel. Tel. 0531 3919815, "Bestmann, Ulf" <u.bestmann@tu-braunschweig.de>
Meiko Steen, Tel. 0531 391983, "Steen, Meiko" <m.steen@tu-braunschweig.de>