تخمین وضعیت ماهواره با استفاده از الگوریتم های EKF و UKF و تحلیل دقت آن ها

در عصر حاضر ماهواره و تکنولوژی وابسته به آن، چنان در جوامع بشری نفوذ کرده است که نقش مهمی در تحولات تمدن بشری دارد. طراحی زیرسیستم تعیین وضعیت یکی از مهم ترین مراحل طراحی ماهواره است، به گونه ای که اگر وضعیت به خوبی و با دقت لازم تعیین نگردد، ماهواره نمی تواند ماموریت خود را به درستی انجام دهد. همچنین تعیین وضعیت ماهواره در فرآیند کنترل وضعیت عامل تعیین کننده ای است. روش های تعیین وضعیت ماهواره، به دو روش تعیین و تخمین وضعیت تقسیم بندی می شوند. که در این مقاله از دو الگوریتم فیلتر کالمن توسعه یافته EKF و فیلتر کالمن بی اثر UKF که از الگوریتم های تخمین وضعیت می باشند، استفاده شده و عملکرد آنها با یکدیگر مقایسه شده است. از مزیت های به کار بردن الگوریتم های تخمین وضعیت، دقت بالا، خطای کمتر و همچنین استفاده از حسگرهای کمتر است. به این ترتیب ، از یک ژایروی نرخی ارزان قیمت به عنوان حسگر استفاده شده است. در این مقاله ابتدا به مقدمه ای از موضوع پرداخته شده است، سپس معادلات دینامیک وسینماتیک ماهواره ارائه شده است. سپس حسگر ژایروی نرخی معرفی شده و در مرحله بعد به الگوریتم های فیلتر کالمن توسعه یافته و بیاثر اشاره شده است. در آخر نیز مسئله تخمین وضعیت یک ماهواره پایین زمین شبیه سازی شده و میزان خطای این دو روش با یکدیگر مقایسه شده است.

کلیدواژه ها:

تعیین وضعیت ماهواره ، فیلتر کالمن توسعه یافته ، فیلتر کالمن بیاثر ، حسگر ژایرو نرخی ، دینامیک ماهواره