نگرش نوین به ناوبری سماوی و تحلیل خطای یک سامانه ناوبری سماوی

ناوبری سماوی، بنیادی ترین روش ناوبری است که به نوعی اساس روش های دیگر است، به گونه ای که حتی مدل سازی دقیق زمین که در همه ی روش های ناوبری مفروض گرفته شده است، به کمک ستارگان انجام می شود. فاصله ی بسیار زیاد ستارگان و همچنین چیدمان ثابت ستارگان که از زمین دیده می شود، باعث می گردد که بتوان به راحتی از ستارگان برای تعیین وضعیت استفاده کرد. اما برای تعیین موقعیت علاوه بر ستارگان حسگر دیگری لازم است که ساده ترین نوع آن حسگر گرانش است. این موضوع تحت عنوان نگرش نوین به تعیین موقعیت سماوی در این رساله مطرح شده است. نحوه ی استخراج معادلات ناوبری سماوی برای یافتن موقعیت بر اساس حسگر گرانشی، توضیح داده می شود. معادلات مختلفی برای حل مسئله ی ناوبری سماوی قابل استفاده است که در این رساله به سه دسته تقسیم شده اند. تناظر این معادلات با معادلات بیان شده در مراجع، نشان می دهد که این دسته بندی، دسته بندی جامعی است، به طوری که همه ی روش های حل موجود در مراجع را دربرگرفته و می تواند ارتباط این روش ها، و مزایای و معایب هر کدام را توضیح دهد. دسته معادلات از نظر تحلیل خطا نتایج متفاوتی دارند به طوری که می توان حسب زوج ستاره ی عکس برداری شده، دسته معادله ی مناسبی برای کاهش خطا انتخاب کرد. بر این اساس الگوریتمی برای بهبود خطای تعیین موقعیت و انتخاب ستاره، ارائه می شود. مدل سازی دقیق خطاهای اپتیکی، ترازسنجی و زمان سنجی در این رساله به گونه ای انجام می شود که بتوان این خطا ها را به عنوان ورودی معادلات ناوبری تعیین موقعیت، وارد کرد و تاثیر خطای هریک را در خروجی اصلی، یافت. در خلال این پروژه یک سامانه ی تعیین موقعیت سماوی طراحی و ساخته شد. آزمون های عملی متعدد که با سامانه ی ناوبری سماوی ساخته شده انجام گردید، نشان داد که روابط تحلیل خطای به دست آمده صحیح است. همچنین نتایج این آزمون ها تفاوت دسته معادلات مختلف را از نظر روابط خطا نشان داد.