Determinação de atitude de balões estratosféricos utilizando filtros de Kalman

• Ano de defesa: 1992
• Autor(a) principal: Luiz de Siqueira Martins Filho
• Orientador(a): Otávio Santos Cupertino Durão
• Banca de defesa: Roberto Vieira da Fonseca Lopes, José Jaime da Cruz, Pedro Magalhães Guimarães Ferreira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Ciência Espacial
• País: BR
• Resumo em Inglês: This work studies the application of state estimation, via extended Kalman filter, in attitude determination of a balloon borne telescope. This astrophysical experiment - the MASCO project - requires a pointing accuracy with maximum error of 20 arcmin in the stabilization phase. The attitude determination uses three gyroscope axis, a two axis sun sensor and a three axis magnetometer. The cinematic model of the gyroscope substitutes the telescope motion dynamic model in the Kalman filter and the attitude description is performed using quaternions. A second configuration of estimation uses constant Kalman gain for calculus simplification and processing time reduction. The two configurations are analyzed and compared through digital computer simulations.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/iris@1905/2005/07.28.23.27.36

Este trabalho estuda a aplicação de estimação de estado, via filtro estendido de Kalman, na determinação de atitude de um telescópio embarcado em balão estratosférico. Trata-se de um experimento em Astrofísica - o projeto MASCO - que requer uma precisão de apontamento com erro máximo de 20 minutos de arco na fase de estabilização. Para a determinação de atitude são utilizados três eixos de giroscópios, sensor solar de dois eixos e magnetômetro de três eixos. O modelo cinemático do giroscópio substitui o modelo dinâmico do movimento do telescópio no filtro de Kalman e a atitude e parametrizada em quaternions. Uma segunda configuração de estimação utiliza ganho de Kalman constante para simplificação dos cálculos e redução do tempo de processamento. Os desempenhos das duas configurações são analisadas e comparadas através de simulações em computador digital.