کالیبراسیون مغناطیس سنج با استفاده از رویکرد بهینه غیرخطی

حسگر مغناطیسی از حسگرهای کلیدی در زیرسیستم تعیین و کنترل وضعیت ماهواره بوده و کالیبراسیون داده های آن نقشی اساسی در موفقیت ماموریت دارد. در این مقاله موضوع کالیبراسیون حسگر مغناطیسی با استفاده از دو رویکرد متمرکز و بیشینه احتمال دو مرحله ای مورد تحلیل قرار گرفته و میزان مقاومت آنها به اختلالات موجود در اندازه گیری بررسی می شود. در این راستا پس از ارائه مدل اندازه ‎گیری حسگر مغناطیسی که ارتباط بین بردار میدان مغناطیسی زمین، بردار اندازه گیری و اختلالات را نشان می دهد، دو رویکرد برای حل مسئله کالیبراسیون مطرح شده است. ابتدا با استفاده از روش متمرکز، مسئله غیرخطی کالیبراسیون به مسئله ای خطی تبدیل شده و سپس پارامترهای کالیبراسیون استخراج می شوند. در ادامه، در رویکرد دوم، مسئله کالیبراسیون بصورت یک مسئله غیرخطی در نظر گرفته شده و با استفاده از روش بیشینه احتمال پارامترهای کالیبراسیون تخمین زده می شوند. به جهت ارزیابی عملکرد دو روش ارائه شده، دو نوع پروفایل میدان مغناطیسی برای یک ماهواره LEO مد نظر قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که خطای روش بیشینه احتمال دو مرحله ای به مراتب کمتر از روش متمرکز است. در انتها و به جهت بررسی مقاومت روش ها به اختلالات اندازه گیری، ۱۰۰ اجرا برای شبیه سازی مونت کارلو در نظر گرفته می شود. نتایج حاصل از شبیه سازی مونت کارلو نشان دهنده رفتار هموارتر و همچنین خطای کمتر روش بیشینه احتمال نسبت به روش متمرکز است.

کلیدواژه ها:

Magnetometer ، Calibration ، optimal ، Maximum-likelihood ، Monte Carlo simulation