Ước lượng Tư Thế Vệ Tinh Nhỏ Quan Sát Trái Đất Bằng Việc Hợp Nhất Hóa Dữ Liệu Của Cảm Biến Tốc Độ Góc Và Cảm Biến Sao

Ước Lượng Tư Thế Vệ Tinh Nhỏ Quan Sát Trái Đất Bằng Việc Hợp Nhất Hóa Dữ Liệu Của Cảm Biến Tốc Độ Góc Và Cảm Biến Sao

Tác giả: NGÔ DUY TÂN

Lĩnh vực: Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa

Nội dung tài liệu:

Luận án tập trung vào nhiệm vụ ước lượng tư thế vệ tinh thông qua việc hợp nhất dữ liệu từ các cảm biến đo hướng, đo tốc độ góc để cung cấp số liệu tin cậy cho bộ điều khiển. Tác phẩm đề cập đến các thách thức như hạn chế năng lượng, năng lực xử lý trên vệ tinh (sử dụng FPGA, SoC), ảnh hưởng của môi trường vũ trụ, hạn chế thời gian liên lạc với trạm mặt đất, và yêu cầu tính thời gian thực. Các thuật toán ước lượng tư thế cần đảm bảo tính ổn định, độ tin cậy, khả năng thích nghi, kháng lỗi và tối ưu về hiệu năng cũng như tài nguyên.

Luận án giới thiệu các phương pháp biểu diễn tư thế vệ tinh, bao gồm ma trận quay, phép quay RPY, góc và trục quay Euler, quaternion, và các tham số MRP. Phương pháp biểu diễn bằng quaternion được nhấn mạnh vì tính phổ biến và hiệu quả của nó trong các thuật toán xác định và tư thế vệ tinh nhỏ. Tác phẩm cũng bàn về các chỉ tiêu chính của phân hệ xác định và điều khiển tư thế vệ tinh, bao gồm sai số về xác định và điều khiển tư thế, độ ổn định, tốc độ đáp ứng, khả năng thích nghi và kháng lỗi.

Nghiên cứu cũng xây dựng mô hình động lực học của vệ tinh với các bánh xe động lượng và luật điều khiển tư thế cho vệ tinh quan sát Trái đất. Các mô hình này được tuyến tính hóa để phục vụ cho việc xử lý. Các cảm biến tư thế vệ tinh, bao gồm cảm biến tốc độ góc và cảm biến sao, được phân tích chi tiết về mô hình và đặc điểm.

Mục lục chi tiết:

• CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN
• CHƯƠNG 2 – MÔ HÌNH VỆ TINH VÀ CẢM BIẾN TƯ THẾ TRONG BÀI TOÁN ƯỚC LƯỢNG TƯ THẾ VỆ TINH