بررسی رویکردهای نوین در تخمین موقعیت و کنترل وضعیت فضاپیماها با بهره گیری از گروه های ریاضی

این مقاله به بررسی رویکردهای نوین کنترل وضعیت و تخمین موقعیت فضاپیماها، به ویژه در شرایطی که هدف غیرمشارکتی است،می پردازد. با استفاده از روش های ریاضی نوین مانند تبدیل مدل های پیوسته (CMT) و بهره گیری از الگوریتم هایی نظیرRANSAC ، دقت تخمین موقعیت و وضعیت بهبود یافته است. در این راستا، فیلترهای کالمن توسعه یافته به کار گرفته شده اند تاموقعیت، سرعت، وضعیت زاویه ای و سرعت زاویه ای فضاپیماها با دقت بالا تخمین زده شود. این رو شها همچنین توانسته اندمشکلات ناشی از خطاهای انباشته در داده های ابر نقطه ای را به طور موثر کاهش دهند. علاوه بر این، استفاده از نظریه گروه هایلی، مانند (SO(۳ و (SE(۳، در مدل سازی دینامیک و طراحی کنترل کننده ها، نشان داده است که می توان با اجتناب از مشکلاتتکینگی و ابهام در رو شهای مرسوم، بهدقت و پایداری بیشتری دستیافت. این مقاله همچنین به طراحی کنترل کننده های تطبیقیتوزیع شده برای ردیابی و همگام سازی وضعیت در سیستم های چند عاملی پرداخته است. این رویکردها با استفاده از مشاهده گرهایزمان محدود و تبادل اطلاعات محلی، نیازی به کنترل متمرکز ندارند و برای ماموریت های پیچیده مانند تداخل سنجی یا راداردیافراگم مصنوعی ایده آل هستند. در ادامه، توسعه کنترل کننده های L-PID و گسترش نظریه های کلاسیک به چارچوب گروه هایلی، اثربخشی خود را در حل مسائل همگام سازی و کنترل وضعیت در شرایط پیچیده نشان داده اند. نتایج شبیه سازی ها وآزمایش های عملی، از جمله استفاده از دوربین TOF و سیستم های عکس برداری حرکتی، نشان دهنده دقت و پایداری روش هایپیشنهادی در ماموریت های فضایی واقعی بوده است. این پژوهش، بستری برای ارتقای فناوری کنترل و تخمین در سیستم هایفضایی فراهم کرده و گامی موثر در توسعه روش های دقیق تر و پایدارتر برای ماموریت های فضایی آینده به شمار می رود.

کلیدواژه ها:

فضاپیما ، مدل ریاضی ، گروه های ریاضی ، تخمین موقعیت ، کنترل وضعیت ، گروه لی