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2026-01-15T16:12:20Z

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'''Lagesensoren''' (auch '''Lageregelungssensoren''') werden in der [[Raumfahrttechnik]] verwendet und sind essentieller Teil der [[Lageregelung]] in fast jedem größeren [[Satellit (Raumfahrt)|Satelliten]] oder Raumfahrzeug ([[s/c]]). Sie stellen mittels Messungen von Referenzfeldern oder Referenzpunkten (z. B. Erdmagnetfeld oder Sterne) die Lage und Orientierung eines Satelliten im [[Dreidimensionaler Raum|3-dimensionalen Raum]], meistens relativ zur [[Erde]] fest. Diese Informationen werden daraufhin von weiteren Lageregelungskomponenten wie [[Aktor]]en oder [[Torqrods]] dazu verwendet, die Lage und die Position des Satelliten zu stabilisieren oder zu verändern.

== Bahn- und Lagekontrollsystem eines Raumfahrzeugs ==
=== Funktion ===
Lagesensoren sind Komponenten des [[Bahn- und Lagekontrollsystem|Bahn- und Lagekontrollsystems]] eines Raumfahrzeugs, auch [[Attitude Determination and Control System|ADCS]] (engl. '''A'''ttitude '''D'''etermination and '''C'''ontrol '''S'''ystem) oder [[AOCS]] (engl. '''A'''ttitude and '''O'''rbit '''C'''ontrol '''S'''ystem) genannt. Dieses ist verantwortlich für die Ausrichtung des Satelliten relativ zu einem Referenzpunkt (Lagekontrolle), z. B. einem Punkt auf der Erdoberfläche, sowie für die Stabilisierung, bzw. Veränderung seiner aktuellen Umlaufbahn, des sogenannten [[Satellitenorbit|Orbits]].

=== Komponenten ===
Bahn- und Lagekontrollsysteme bestehen hauptsächlich aus:

* Lagesensoren zur Lage- und Positionsbestimmung
* Momenten- und krafterzeugende Einheiten (z. B. [[Aktor]]en) zur Bahn- und Lageveränderung
* [[Telemetrie]]- und Kommandoschnittstelle
* Recheneinheit

== Sensortypen ==
Die wichtigsten Typen von Lagesensoren sind:<ref> https://reposit.haw-hamburg.de/bitstream/20.500.12738/8460/1/Masterarbeit_Tobias_Michaelsen.pdf</ref>

* [[Sternsensor]]en
* [[Sonnensensor]]en
* [[Erdsensor]]en, [[Horizontsensor]]
* [[Global Positioning System]] (GPS)
* [[Magnetometer]]
* [[Gyroskop]]e

Jeder Sensorentyp verfügt über spezifische Vor- und Nachteile. In der Praxis werden heute aufgrund der hohen Genauigkeit hauptsächlich Sternsensoren, meist in Kombination mit Sonnensensoren und einem Fluxgate-[[Magnetometer]], auf Satelliten verwendet.

=== Sternsensor ===
'''[[Sternsensor]]en''' machen Abbildungen des Sternenhimmels und vergleichen die geometrische Anordnung der aufgenommenen Sterne mit einer internen Datenbank. Durch Auswertung dieses Vergleichs kann mit geeigneten [[Algorithmus|Algorithmen]] daraufhin eindeutig die Lage eines Satelliten relativ zum Sternenhimmel bestimmt werden.

===Sonnensensor===
'''[[Sonnensensor]]en''' bestimmen die Lage eines Satelliten relativ zur [[Sonne]]. Dies ist grundsätzlich nur möglich, wenn sich die Sonne im [[Sichtfeld|Sichtfeld (FOV]]) des Sensors befindet. Man unterscheidet [[Digitaltechnik|digital]]e und [[Analogsignal|analog]]e Sonnensensoren.

===Erdsensor===
'''[[Erdsensor]]en''' bestimmen die Lage eines Satelliten relativ zur [[Erde]]. Aufgrund der mangelnden Genauigkeit, vor allem aufgrund des [[Albedo]]-Einflusses, werden Erdsensoren immer mehr von den genaueren, aber teureren Sternsensoren verdrängt.

===GPS===
'''[[Global Positioning System|GPS]]''' wird auf Satelliten zur Positionsbestimmung verwendet. Eine weltraumtaugliche GPS-Einheit besteht meistens aus 2 Komponenten: Dem [[Empfangsgerät|Empfänger]] und der [[Antennentechnik|Antenne]]. Der Genauigkeitsrahmen der Positionsbestimmung liegt üblicherweise im Bereich von 100 Metern.

Um die Ausrichtung im Raum zu bestimmen, werden mehrere (zumeist 4) GPS-Empfänger verwendet. Durch Bestimmung der Phasen-Unterschiede zwischen den von verschiedenen GPS-Antennen am selben Raumfahrzeug angeordneten Antennen empfangenen GPS-Signale können die [[Eulersche Winkel|Lagewinkel]] bestimmt werden.<ref>https://elib.dlr.de/135696/1/navi.348.pdf</ref>

===Magnetometer===
Ein '''[[Magnetometer]]''' bestimmt die Richtung sowie die Stärke des [[Erdmagnetfeld]]s. Mit Hilfe dieser Daten wird unter anderem die Lage relativ zur Erde festgestellt. Die übliche Bauart für Weltraumanwendungen ist die des [[Fluxgate|Fluxgate-Magnetometers]].

=== Gyroskop (Drehratensensoren) ===
'''[[Gyroskop]]e''' oder '''Kreisel''' bestimmen die [[Drehrate]] eines Satelliten im Vergleich zu seinem [[Inertialzustand]]. Man unterscheidet mechanische Kreisel und – modernere – optische Kreisel, in den letzten Jahren finden auch zunehmend faseroptische Kreisel ([[Laserkreisel]]) Anwendung.

==Anwendung==
Lagesensoren werden sowohl bei [[Satellitenorbit#Low Earth Orbit (LEO)|erdnahen]] als auch bei [[geostationär]]en Satelliten verwendet. Auch bei interplanetaren Missionen, beispielsweise [[Mars Express]], finden derartige Sensoren Anwendung.

==Hersteller==
Ein führender Anbieter von Lagesensoren ist das Thüringer Unternehmen [[Jena-Optronik GmbH]].

== Einzelnachweise ==
<references>
</references>

==Siehe auch ==
* [[Attitude Determination and Control System]]
* [[Stabilisierung (Raumfahrt)]]
== Weblinks ==
*http://www.tugsat.tugraz.at/der-satellit/subsysteme-1/lageregelung/view?set_language=de-at
*https://www.bernd-leitenberger.de/ausrichtung-satelliten.shtml
*http://www.goce-projektbuero.de/8108--~goce~Goce~Mission~Vorgaengermission~Magnetometer.html

[[Kategorie:Satellitentechnik]]
[[Kategorie:Sensor]]

Lagesensor - Versionsgeschichte

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