مقایسه عملکرد تخمین گرهای تصادفی با رویت گر حفظ تقارن برای تعیین وضیعت نانوماهواره با تک حسگر مغناطیس سنج

طراحی تخمین گر وضعیت نانوماهواره ها با تک حسگر مغناطیس سنج، به دلیل محدودیت در وزن و حجم، محدود بودن طول عمر ژیروسکوپ های مکانیکی در بلند مدت و پدیده کسوف، امری ضروری است. رویکرد این مقاله برای جبران این کمبود داده، فیلتر دو مرحله ای است. بدین صورت که وضعیت در فیلتر مرحله ی دوم با استفاده از داده ی حسگر و مشتق میدان مغناطیسی ناشی از تخمین فیلتر مرحله ی اول با فیلتر کالمن توسعه یافته، تعیین می گردد. به منظور دسترسی به دقت مناسب برای تعیین وضعیت نانوماهواره با تک حسگر سه محوره، دو الگوریتم  تصادفی فیلتر کالمن توسعه یافته ضربی و تخمین گر جذر مربعی چهارگان بی رد با رویت گر غیرخطی حفظ تقارن پیشنهادی مقایسه شده است. رویت گر ارایه شده، بر مبنای رویت گرهای غیرمتغیر تحت عملکرد گروه لی است. برای این منظور در روند طراحی از رویکرد چارچوب متحرک استفاده شده است تا با استفاده از معادلات دینامیک خطای غیرمتغیر بتوان پارامترهای رویت گر را تنظیم کرد. نتایج شبیه سازی در هر دو حوزه زمان و پاسخ فرکانسی، دقت قابل قبول را در هرسه الگوریتم تایید می کند. اما درصورتی که خطای تخمین اولیه ی وضعیت بزرگتر شود، خطای میانگین جذر مربعی رویت گر غیرخطی، بسیار کمتر از دو الگوریتم تصادفی است. همچنین در این روش به دلیل تنظیم پارامترها با معادلات ریکاتی دیفرانسیلی متناوب، از طریق پایداری لیاپانوف همگرایی را نیز تضمین می کند.