هاشم بذرافشان - دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی برق، دانشگاه علم و صنعت ایران (نویسنده
شهریار برادران شکوهی - استادیار دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علم و صنعت ایران
بهمن قربانی واقعی - دکترای مهندسی برق، دانشگاه علم و صنعت ایران

در این مقاله، بلوک دیاگرام کامل سیستم تصویربرداری ماهواره های چرخان با قابلیت تصویربرداری زمان واقعی، طراحی خواهد شد. این سیستم، دستور تصویربرداری را از کامپیوتر مرکزی ماهواره دریافت می کند؛ اما به علت چرخش ماهواره، سیستم برای شروع تصویربرداری نیاز به تشخیص زاویه مناسب دوربین نیز دارد. این زاویه، شروع مشاهده قسمتی از زمین است که قرار است تصویربرداری شود. در این مقاله ابتدا روش تصویربرداری و آشکارساز مناسب برای این نوع ماهواره انتخاب شده و سپس محاسبات مربوط به زاویه و زمان شروع تصویربرداری دوربین در گردش، و رزولوشن های مورد نیاز سیستم محاسبه شده است. پس از تشخیص زمان شروع تصویربرداری، سیستم باید تصاویر را از آشکارساز دریافت کرده و در حافظه ذخیره کند. می توان این تصاویر را در زمان مناسب، یعنی زمانی که ماهواره در دید ایستگاه زمینی قرار دارد به زمین ارسال کرد؛ اما اگر سیستم دارای قابلیت تصویربرداری زمان واقعی نیز باشد، تصاویر دریافتی باید بتوانند تا قبل از رسیدن زمان برداشت تصویر بعدی، به زمین ارسال شوند. انجام سناریوی فوق مستلزم ارتباطات کامل و موازی بین زیر سیستم تصویربرداری ماهواره و سایر زیر سیستم ها شامل: توان، مخابرات، و خصوصاً کامپیوتر مرکزی ماهواره می باشد. تصویربرداری باید در زمان و مکان مشخصی انجام شود. تصویربرداری و یا ارسال باید در زمانی انجام گیرد که توان کافی برای آن وجود داشته باشد. ارسال تصاویر نیز چه در حالت زمان واقعی و چه در زمانی که تصاویر ذخیره شده در حافظه ارسال می شوند، باید موقعی انجام گیرد که ماهواره در دید ایستگاه زمینی است. این زمان ها توسط کامپیوتر مرکزی ماهواره معین شده و به زیر سیستم تصویربرداری اعلام می شود. علاوه بر کلیه امور گفته شده به منظور تصویربرداری و ارسال، اطلاعات وضعیت محموله تصویربرداری شامل درجه حرارت، ولتاژ، جریان، و وضعیت قسمت های مهم محموله نیز بایستی اندازه گیری و بررسی شود. این اطلاعات با تقاضای کامپیوتر مرکزی، برای پردازش برای آن ارسال شده و همچنین به فریم های تصویر اضافه گردیده و به زمین ارسال می شود. کلیه این پردازش ها، در پالس های زمانی موازی با زمان بندی دقیق بین واحدهای مختلف خلاصه خواهند شد. در این مقاله، سیستم تصویربرداری با خصوصیات گفته شده با تکیه بر توانمندی پردازش موازی FPGA طراحی خواهد شد.

سیستم تصویربرداری ماهواره، ماهواره چرخان، تصویربرداری زمان واقعی، FPGA