Estimação conjunta de órbita e atitude de satélites artificiais estabilizados por rotação utilizando observações do magnetômetro e sensor solar - Carmen Miranda de Lira Silva (2005)
Neste trabalho desenvolve-se e testa-se, sistematicamente, um procedimento de estimação conjunta de órbita e atitude destinado a satélites artificiais estabilizados por rotação em órbitas baixas. Para tanto, utiliza-se em técnicas ótimas de estimação de estados, medidas fornecidas por dois tipos de sensores, convencionais para determinação apenas de atitude. Este procedimento utiliza as técnicas Mínimos Quadrados e Filtro Estendido de Kalman para processar as medidas: ângulo do aspecto solar, fornecido por dois sensores solares e componentes axial e radial do campo geomagnético, fornecidas por um magnetômetro. Para a sua sistemática tal procedimento é dividido em pré-processamento e processo de estimação, e subdividido em curto, médio e longo períodos. Um algoritmo para a geração das informações a priori da órbita e da atitude de um satélite artificial foi desenvolvido e implementado em linguagem Matlab$®$, assim como os estimadores. Este algoritmo é fundamentalmente inspirado nas passagens do satélite pela sombra da Terra e nas observações do campo geomagnético. O procedimento é testado com observações simuladas, com dados simulados e reais de órbita e atitude do satélite nacional de coleta de dados ambientais SCD-1, cuja órbita é quase circular, com altitude de 750 km e inclinação de 25$°$. O modelo da dinâmica orbital é o Kepleriano e o satélite é considerado inercialmente estabilizado. O modelo do campo geomagnético é considerado de ordem e grau 10, com coeficientes dados pelo IGRF-95. A convergência do processo foi alcançada com sucesso pelo Mínimos Quadrados e refinada pelo Filtro Estendido de Kalman. As estimativas obtidas indicam que o procedimento tem condições de fornecer, dentro da tolerante precisão de até 100 km a informação da órbita, conjuntamente com a atitude de um satélite artificial cujas características sejam equivalentes ao que foi utilizado nos testes do procedimento.