Оцінка впливу шумів сенсорів на точність системи визначення орієнтації мікросупутника та методи його зменшення

Автор(и)

  • Владислав Мелешко КПІ ім. Ігоря Сікорського, Ukraine
  • C Тарнавський КПІ ім. Ігоря Сікорського, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.20535/0203-3771452023296676

Ключові слова:

метод орієнтації TRIAD, магнітометр, датчик Сонця, шум сенсорів, фільтрація, ковзне середнє

Анотація

Розглядається вплив шумів сенсорів на точність визначення орієнтації мікросупутника методом TRIAD по сигналах магнітометрів і датчика Сонця. Показано, що в особливих точках орбіти, де вимірювані вектор індукції магнітного поля Землі та вектор Сонця колінеарні, шуми призводять до значних помилок визначення орієнтації супутника. Для визначення особливих точок потрібно контролювати кут між векторами індукції та Сонця за наведеною формулою. Для зменшення помилок у особливих точках доцільно застосувати фільтрацію (згладжування) сигналу або перейти до іншого методу визначення орієнтації, наприклад, інерціального за допомогою безплатформної системи орієнтації. Можливо також «заморожування» кутів у зоні особливої точки протягом кількох секунд. Це дозволяє значно зменшити помилки як визначених кутів орієнтації, так і кутових швидкостей, які обчис-люються аналітично.

Посилання

F. Sanfedino, M. Scardino Jeremie Chaix and Stephanie Lizy-Destrez. Cu-beSat Attitude Estimation via AUKF using magnetometer measurements and MRPs. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-17518-8_20 Режим доступу: https://www.researchgate.net/publication/283047808.

Ovchinnikov M. Y. A survey on active magnetic attitude control algorithms for small satellites / M. Y. Ovchinnikov, D. S. Roldugin // Progress in Aerospace Sciences. – 2019. – Vol. 109.

Searcy J. D. Magnetometer-only attitude determination using novel two-step

Kalman filter approach / J. D. Searcy, H. J. Pernicka // J. Guid. Control.

Dyn. – 2012. – Vol. 35. – № 6. – p. 1693–1701.

Овчинніков М. Ю., Пеньков В. I., Ролдугін Д. С., Іванов Д. С. Магнітні системи орієнтації малих супутників. М.: ІПМ ім. М. В. Келдиша, 2016. 366 с. DOI: https://doi.org/10.20948/mono-2016-ovchinnikov Режим доступу: http://keldysh.ru/e-biblio/ovchinnikov

Д. С. Іванов, С. О. Карпенко, М. Ю. Овчинніков. Алгоритм оцінки параметрів орієнтации малого космічного апарата з використанням фільтра Калмана. Препринт ІПМ ім. М. В.Келдиша РАН, 2009. – 32 с.

Mehmet Asim Gokcay, Chingiz Hajiyev. Comparison of TRIAD+EKF and TRIAD+UKF Algorithms for Nanosatellite Attitude Estimation. WSEAS TRANSACTIONS on SYSTEMS and CONTROL. Vol. 17, 2022. p. 201 206. DOI: https://doi.org/10.37394/23203.2022.17.23.

Grewal M S. Practical design and implementation methods for Kalman fil-tering for mission critical applications. NAVIGATION. 2019; 1–11. https://doi.org/10.1002/navi.283.

О. Zbrutsky, V. Meleshko. Filtering a signal from noise at a SINS coarse initial alignment, SCIREA Journal of Information Science and Systems Science. Vol. 6 , No. 1 , 2022 , pp. 1 – 14.

DOI: https://doi.org/10.54647.isss12146.

Zbrutsky, O. V., Meleshko, V. V., Ganja, A. P., Tarnavsky, S. V., Bondarenko, O. M., Ponomarenko, S. O., Saurova, K. System definition of micro- nano satellite orientation. Механіка гіроскопічних систем, № 43 (2022), pp. 46-60. https://doi.org/10.20535/0203-3771432022275282.

Мелешко В. В. Безплатформні інерціальні навігаційні системи. Нав-чальний посібник / В. В. Мелешко, О. И. Нестеренко. – Кіровоград: ПОЛІМЕД Сервіс, 2011. – 172 с. https://ela.kpi.ua/handle/123456789/39032 .

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-05-15

Номер

Розділ

Прилади та методи контролю