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Attitude Determination in Space with Ambient Light Sensors using Machine Learning for Solar Cell Characterization

Reb, Lennart K. und Böhmer, Michael und Predeschly, Benjamin und Spanier, Lukas V. und Dreißigacker, Christoph und Meyer, Andreas und Müller-Buschbaum, Peter (2022) Attitude Determination in Space with Ambient Light Sensors using Machine Learning for Solar Cell Characterization. Solar RRL, 6 (11). Wiley. doi: 10.1002/solr.202200537. ISSN 2367-198X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
3MB

Offizielle URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/solr.202200537

Kurzfassung

Exploration of novel thin-film solar cell technologies outreaches for their application in space. For extraterrestrial tests, irradiance conditions must be well determined to extract quantitative solar cell performances. Here, a new method for solar position determination is presented, based on parallelized ambient light sensor measurements is presented obtained from the sounding rocket experiment Organic and Hybrid Solar Cells In Space during the MAPHEUS-8 mission. The solar position evolution is optimized using stochastic and gradient-based methods in a Bayesian approach. Comparison with independent positioning estimates shows compelling agreement, lying mostly within 5° deviation. The inclusion of a simple Earth irradiation component mitigates a small systematic offset. Further, solution uncertainties are estimated with Monte-Carlo Markov-chain sampling. The point-source irradiation model's accuracy can compete with that of a camera-based trajectory. During equatorial Sun positions, the method's precision appears even higher––the 1σ uncertainty of the derived solar position is as small as 3° for the effective angular deviation. This simple sensor array triangulation method being complementary to other attitude determination methods shows reasonable accuracies and allows implementation in systems of limited computational capabilities to determine the solar position or irradiance conditions for space or terrestrial solar cell applications.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/192890/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Attitude Determination in Space with Ambient Light Sensors using Machine Learning for Solar Cell Characterization
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Reb, Lennart K.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Böhmer, MichaelNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Predeschly, BenjaminNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Spanier, Lukas V.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dreißigacker, ChristophChristoph.Dreissigacker (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Meyer, AndreasAndreas.Meyer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Müller-Buschbaum, PeterNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:23 August 2022
Erschienen in:Solar RRL
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:6
DOI:10.1002/solr.202200537
Verlag:Wiley
ISSN:2367-198X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Attitude Determination in Space with Ambient Light Sensors using Machine Learning for Solar Cell Characterization
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt Mapheus C
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Materialphysik im Weltraum > Wissenschaftliche Experimente
Hinterlegt von: Dreißigacker, Christoph
Hinterlegt am:09 Jan 2023 06:26
Letzte Änderung:27 Jun 2023 15:03

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