臺灣博碩士論文加值系統

本論文主要是介紹設計一個適合在大學裡發展的低成本微衛星之任務設計模式與衛星雲圖拍照酬載之設計。所謂的微衛星(micro-satellite)是指重量規格在10公斤至100公斤之間的小衛星，而本文規劃衛星的任務主要有兩個部分，分別是「衛星雲圖拍攝」及「Software Mail Box衛星通訊測試」。本論文將針對衛星的任務需求、系統需求這些參數，且在與各個子系統討論後，規劃並設計出衛星的任務模式，這之中包含了發射模式、穩定模式、運作模式、安全模式、任務結束模式六種任務的運作模式，若是在運作模式之中，則又規劃出可進行Mailbox、Capturing、Receiving、Download、Beacon這五種任務。除此之外，本文也將針對衛星雲圖拍照酬載的需求，來設計整個拍照酬載，這之中包含濾鏡的選用，透鏡的設計，影像感測器的選擇，光線強度的估算，曝光時間的計算與酬載外殼的設計等內容。而在本文的最後，則是實際製作整個拍照酬載，不過在影像感測器的選擇方面，是先採用較易控制之CMOS影像感測器，並且實際設計並製作後段的影像處理電路，以及撰寫其PC端控制介面，藉由PC的RS-232通訊埠，來控制此模組以達到模擬遙測的目的。

This thesis focuses on the mission and payload design for a microsatellite which is developed in university. The objectives of present mission design include the weather observation and amateur mailbox experiment. The system-level requirements of subsystems of spacecraft are defined according to the mission requirements. The operation of spacecraft is split into five primary parts: Launch Mode, Stable Mode, Operating Mode, Safe Mode and Completion Mode. The Operating Mode is also subdivided into the Mailbox, Capturing, Receiving, Download and Beacon tasks. The anticipated schemes are provided to resolve the hypothesized circumstances of malfunction of spacecraft. The imagery payload design for the weather observation mission is also presented in this thesis. The imagery payload is made of lens, filter, CCD imager, thermal sensor, covering of aluminum sheets and image-processing circuitry board. The selections of these components are also provided respectively according to the requirements of imagery system. A simulation experiment of the imagery system which employs the commercial off-the-shelf components is also presented. The simulation result shows that the anticipated sequences of imagery payload can be successfully implemented to capture the images of target.

目錄
摘要
目錄 I
表目錄 IV
圖目錄 VI
第一章 緒論 1
1-1 微衛星遙測的發展 2
1-2 研究動機與目的 4
1-3 本文內容簡介 5
第二章 任務目標與系統需求 6
2-1 任務目標、需求 6
2-2 衛星系統簡介 8
2-3 衛星各子系統需求簡介 9
2-3-1 軌道的需求與選擇 9
2-3-2 其他子系統的需求 11
第三章 任務模式的設計與規劃 14
3-1 任務模式的分類 14
3-2 任務的模式 16
3-2-1 進入軌道模式 19
3-2-2 穩定模式 20
3-2-3 運作模式 22
3-2-4 安全模式 29
3-2-5 任務結束模式 34
第四章 遙測與氣象衛星酬載簡介35
4-1 遙測簡介 35
4-1-1 電磁輻射(Electromagnetic Radiation , EMR)36
4-1-2 電磁輻射光譜 38
4-1-3 太陽的輻射能 39
4-2 氣象衛星酬載簡介 41
4-2-1 美國GOES及NOAA系列 41
4-2-2 大陸風雲一號及二號系列45
第五章 酬載子系統設計 48
5-1 圖片檔案格式、大小 48
5-1-1 BMP檔案格式簡介 48
5-1-2 JPEG影像壓縮技術 52
5-1-3 圖片檔案大小 54
5-2 酬載子系統之設計 55
5-2-1 影像感測器之選擇 55
5-2-2 鏡頭之設計 59
5-2-3 酬載外殼之設計 65
5-3 拍照控制邏輯之介紹 67
第六章 模擬試驗 70
6-1 系統之架構 70
6-2 實驗流程 75
第七章 總結與未來展望 81
參 考 文 獻 84

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