ETD

• FPGA
• navigation
• ranging
• satellite
• telemetry

In recent years, the rapid advancement of onboard satellite instrumentation has enabled unprecedented capabilities, driving the need for new techniques and design approaches to fully leverage modern hardware. This evolution spans a wide range of missions, from Earth Observation to deep-space scientific exploration and satellite navigation. To address the resulting challenges, international organizations have introduced standards that define guidelines and methodologies to ensure the required levels of performance and functionality. While the theoretical foundations of these approaches are well established, their practical implementation exposes critical challenges that emerge only at the hardware design stage. This thesis tackles these issues by proposing innovative FPGA-based solutions that overcome several limitations of current state-of-the-art implementations. The developed architectures target telemetry, ranging, and navigation subsystems, achieving compliance with modern standards while satisfying the increasingly stringent demands for performance, functionality, and feasibility on hardware development platforms.

Negli ultimi anni, il rapido progresso della strumentazione satellitare di bordo ha consentito capacità senza precedenti, determinando la necessità di nuove tecniche e approcci progettuali per sfruttare appieno l’hardware moderno. Questa evoluzione abbraccia un’ampia gamma di missioni, dall’osservazione della Terra all’esplorazione scientifica dello spazio profondo e alla navigazione satellitare. Per affrontare le sfide risultanti, le organizzazioni internazionali hanno introdotto standard che definiscono linee guida e metodologie per garantire i livelli richiesti di prestazioni e funzionalità. Sebbene le basi teoriche di questi approcci siano ben consolidate, la loro implementazione pratica mette in luce criticità che emergono solo nella fase di progettazione hardware. Questa tesi affronta tali problematiche proponendo soluzioni innovative basate su FPGA, in grado di superare diverse limitazioni delle attuali implementazioni dello stato dell’arte. Le architetture sviluppate sono rivolte ai sottosistemi di telemetria, ranging e navigazione, garantendo la conformità agli standard moderni e soddisfacendo al contempo le crescenti esigenze in termini di prestazioni, funzionalità e fattibilità sulle piattaforme di sviluppo hardware.