Algorithme embarqué de navigation optique autonome pour nanosatellites interplanétaires

par Boris Segret

Projet de thèse en Astronomie et Astrophysique

Sous la direction de Benoit Mosser.

Thèses en préparation à Paris Sciences et Lettres , dans le cadre de École doctorale Astronomie et Astrophysique d'Île-de-France (Meudon, Hauts-de-Seine) , en partenariat avec Laboratoire d'Etudes Spatiales et d'Instrumentation en Astrophysique (Paris) (laboratoire) et de Observatoire de Paris (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-01-2017 .


  • Résumé

    Une partie des travaux reste à faire, sur la base des travaux antérieurs suivants qui seront intégrés à la thèse et poursuivis, travaux personnels ou en collaboration entre l'Observatoire de Paris et l'Université NCKU de Taïwan : - travaux personnels de Boris Segret pour la définition des équations du problème et l'établissement de l'ensemble des algorithmes de vol et les exigences de préparation de mission pour reconstruire à bord et sans assistance du sol la dérive du CubeSat par rapport à une trajectoire attendue calculée en préparation de mission, à partir de mesures optiques à bord de la direction d'objets d'avant-plan par rapport au fond d'étoiles; - travaux collectifs d'étudiants de Master ou d'école d'ingénieurs co-encadrés par Boris Segret en France ou à Taïwan pour l'implémentation de plusieurs prototypes pour l'algorithme de vol et l'architecture de tests intensifs; - travaux collectifs d'étudiants co-encadrés par Boris Segret en France ou à Taïwan pour l'implémentation de l'algorithme de préparation de mission avec IMCCE et LESIA. Les travaux à poursuivre portent sur: - L'algorithmie bord, la linéarisation du problème de triangulation, l'inversion du problème, le filtrage de Kalman; - la robustesse de l'approche par études de propagation de l'erreur de mesure optique (tirages Monte-Carlo); - les premières implémentations dans une architecture numérique de vol sur banc de test de logiciel de vol GERICOS/GEDEON du LESIA adapté aux CubeSats.

  • Titre traduit

    Optical navigation on-board algorithm for interplanetary nanosatellites


  • Résumé

    A part of the work has still to be done, based on the previous studies listed below and performed in cooperation between the Observatory of Paris and Taïwan university NCKU. These studies will be integrated and continued in the thesis: - personal studies by Boris Segret for the clarification of the problematics, its equations, the various algorithms, on-board or the requirements on ground (mission preparation) to reconstruct on-board without assistance the drift of a CubeSat with regard to a pre-computed reference trajectory, with optical measurements of the directions of foreground bodies in front of the background of stars as inputs; - collective studies by Master's degree students supervised by Boris Segret in France or in Taiwan to implement various prototyped algorithms and intensive testing; - collective studies by students supervised by Boris Segret in France or in Taiwan to implement the mission preparation algorithms with IMCCE and LESIA. The studies will be continued for: - the on-board algorithm, the linear problematics of the triangulation, the problem inversion, the Kalman filtering; - the sensitivity of the algorithms wrt the optical error propagations with Monte-Carlo simulations; - the initial implementating of the algorithms within a flight software architecture for CubeSats on a test bench provided and adapted by LESIA.