توسعه روش کالیبراسیون ژایروسکوپ مبتنی بر فیلتر کالمن توسعه یافته جهت تخمین وضعیت دقیق

در ماهواره های سنجشی با تفکیک مکانی بالا، حفظ الزامات پایداری و نشانه روی برای موفقیت ماموریت حیاتی است. بدین جهت، معمولا از ژایروسکوپ های بسیار دقیق به عنوان یکی از سنسورهای اصلی تعیین وضعیت استفاده می شود. در این راستا، به منظور جلوگیری از کاهش دقت تخمین وضعیت داده های ژایروسکوپ باید در فواصل زمانی مناسبی کالیبره شوند. در این پژوهش، رویکرد مبتنی بر فیلتر کالمن توسعه یافته جهت کالیبراسیون ژایروسکوپ مورد بررسی قرار گرفته است. بنابراین، نخست، مدلی که در بردارنده پارامترهای اصلی ژایرو شامل بایاس ها، ضرایب مقیاس و عدم همراستایی هاست معرفی می شود. در ادامه، الگوریتمی مبتنی بر فیلتر کالمن توسعه یافته جهت تخمین پارامترهای ژایرو ارایه می شود. سپس، از یک فیلتر کالمن توسعه یافته مبتنی بر کواترنیون ضربی به همراه داده های سنسور ستاره جهت تخمین وضعیت بهره گرفته می شود. در انتها برای ارزیابی عملکرد کالیبراسیون در حلقه کنترل وضعیت، کنترل کننده ای مبتنی بر بازخورد کواترنیون طراحی و بکار گرفته شده است. نتایج بدست آمده از حلقه کنترل وضعیت، دقت پایداری 0.005 درجه بر ثانیه و دقت نشانه روی 0.15 درجه را نشان می دهد که بیانگر کارایی روش ارایه شده در ماموریتهایی با الزامات کنترلی سختگیرانه است.