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Pour Satellites

NGC se spécialise dans les logiciels de systèmes de commande d’attitude et d’orbite (SCAO) habilitant l’autonomie des satellites et propose une vaste gamme de solutions et de services reliés au guidage, à la navigation et à la commande de satellites.

Guidage, navigation et commande (GNC) de satellites

NGC propose les solutions et services GNC pour satellites suivants :

  • Développement logiciel SCAO (système de commande et de détermination de l’attitude – ADCS) sur mesure, de la phase de définition des exigences à la validation en vol;
  • Définition, conception et analyse des exigences des systèmes SCAO / GNC;
  • Élaboration d’algorithmes pour le guidage, la navigation et la commande;
  • Développement de logiciels de vol;
  • Développement de simulateurs haute-fidélité;
  • Services de validation
  • Solutions de navigation clé en main (p.ex., le navigateur LOCOOS)

Technologie logicielle SCAO de NGC

La compagnie se spécialise dans le développement de méthodes de conception et de validation efficientes en matière de logiciels GNC de haute qualité qui donnent une grande autonomie aux satellites tout en améliorant leur performance, leur fiabilité et leur sûreté et en réduisant leurs coûts de fonctionnement.

La technologie logicielle SCAO de NGC, instaurée initialement sur les satellites PROBA, a ouvert la voie à une nouvelle génération de satellites qui intègre une intelligence et une autonomie embarquées dans l’exploitation de satellites scientifiques et d’observation de la Terre. Cette technologie logicielle SCAO éprouvée en vol assure un fonctionnement entièrement autonome qui demande peu d’interventions de la part du poste de contrôle au sol, ce qui diminue considérablement les coûts de fonctionnement. Dans une autre percée novatrice, NGC a considérablement réduit les coûts liés au développement de logiciels GNC puisque leur conception, leur mise en œuvre et leur validation sont effectuées à l’aide de la conception à base de modèles (“model-based design”) et d’outils de génie logiciel assisté par ordinateur (GLAO) (p. ex., MATLAB/SimulinkTM, MATRIXx/SystemBuildTM), notamment la génération automatique des logiciels de vol.

Bien que la technologie logicielle SCAO de NGC ait été éprouvée en vol, NGC ne cesse d’innover en proposant des algorithmes, logiciels et simulateurs GNC nouveaux ou améliorés.

Le satellite PROBA-V commandé par le logiciel SCAO de NGC (© ESA–P. Carril, source)

Le satellite PROBA-2 volant sous la commande du logiciel SCAO de NGC (© ESA–P. Carril 2009, source)

La mission de vol en formation PROBA-3 comptera sur le logiciel GNC pour les engins spatiaux que NGC a créé (© ESA- P. Carril, 2013, source)

Agile PROBA-1 Takes Images (© ESA)

Le logiciel SCAO de NGC commande l’orientation du satellite PROBA-1 de façon autonome afin de prendre des images (© ESA, source)

L’expertise de NGC en matière de logiciels SCAO

L’expertise de NGC en matière de GNC pour les satellites comprend :

Navigation

  • Traitement des mesures relevées par les capteurs
  • Détermination de l’attitude et de l’orbite des satellites
    • Estimateurs d’états, comme les filtres de Kalman étendu (EKF) et les filtres de Kalman non parfumés (UKF)
    • Reconstitution des états non-mesurés à partir des mesures d’un minimum de capteurs
    • Élaboration d’algorithmes de rattrapage du retard afin de compenser les retards dans les capteurs ou les calculs
  • Prévision autonome et embarquée d’événements
    • Prévision des survols des régions ciblées pour le fonctionnement optimal des engins spatiaux (p. ex., interruption autonome du fonctionnement du système d’imagerie du sol lors du survol des mers, comme réalisé avec le satellite PROBA-V)
    • Prévision des événements orbitaux (p. ex., entrée et sortie des zones d’éclipse et des zones de jour)
    • Prévision des passages à proximité de la Terre (p. ex., survol de la station au sol)
  • Gestion de la corrélation entre les horloges de bord
  • Surveillance de l’exécution du delta-V lors de manœuvres orbitales du satellite

Guidage

  • Génération autonome embarquée du profil d’orientation voulu du satellite
    • Guidage autonome des manœuvres d’orientation utilisées pour pointer un équipement vers sa cible (p. ex., vers une cible fixée sur Terre, vers le Soleil, vers une cible inertielle, à une altitude donnée du limbe de la Terre, etc.)
    • Guidage autonome des manœuvres d’orientation utilisées pour optimiser l’apport en courant des panneaux solaires
    • Guidage autonome et optimal des manœuvres de ralliement d’une orientation à l’autre
  • Élaboration de lois de guidage autonome conformes aux exigences de la mission spatiale
    • Examen approfondi de la validité des calculs, sans itération
    • Visibilité sur les plans des décisions, des états du système, des variables et des paramètres
    • Prise en compte de la puissance limitée des calculateurs embarqués

Commande

  • Élaboration des algorithmes et des logiciels destinés à la commande de l’attitude du satellite, à la stabilisation de la dynamique de l’engin spatial et au suivi des références générées par la loi de guidage à l’aide de plusieurs techniques de synthèse
    • Commande classique
    • Commande non linéaire
    • Commande multivariable et optimale
    • Commande robuste
  • Élaborations de lois de commande pour le mode sécuritaire en utilisant le moins possible de capteurs et d’actionneurs du mode sécuritaire
  • Gestion des actionneurs
    • Gestion du moment cinétique angulaire des roues à réaction à l’aide de propulseurs ou de coupleurs magnétiques
    • Gestion de la configuration des propulseurs

Détection et repérage des défaillances (FDI – Failure Detection and Identification)

  • Élaboration d‘algorithmes et de logiciels de commande autonome pour la détection et le repérage des pannes, des anomalies, des exceptions mathématiques et des risques opérationnels
  • Élaboration de techniques FDI fondées sur des capteurs virtuels, des méthodes de repérage à modèles multiples, vérifications de la cohérence, diffusion des opérations de validité, etc.