Determinação de atitude de balões estratosféricos utilizando filtros de Kalman

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Luiz de Siqueira Martins Filho
Data de Publicação: 1992
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
Texto Completo: http://urlib.net/sid.inpe.br/iris@1905/2005/07.28.23.27.36
Resumo: 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.
id INPE_843ad9c8cd354231645b87f9575f9c70
oai_identifier_str oai:urlib.net:sid.inpe.br/iris@1905/2005/07.28.23.27.44-0
network_acronym_str INPE
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
spelling info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisDeterminação de atitude de balões estratosféricos utilizando filtros de KalmanAttitude determination of stratospheric balloons using Kalman filters1992-12-17Otávio Santos Cupertino DurãoRoberto Vieira da Fonseca LopesJosé Jaime da CruzPedro Magalhães Guimarães FerreiraLuiz de Siqueira Martins FilhoInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)Programa de Pós-Graduação do INPE em Ciência EspacialINPEBRbalões estrastoféricosfiltros de Kalmandeterminação de atitudestratospheric balloonsKalman filtersattitude determinationEste 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.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.http://urlib.net/sid.inpe.br/iris@1905/2005/07.28.23.27.36info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPEinstname:Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)instacron:INPE2021-07-31T06:52:33Zoai:urlib.net:sid.inpe.br/iris@1905/2005/07.28.23.27.44-0Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bibdigital.sid.inpe.br/PUBhttp://bibdigital.sid.inpe.br/col/iconet.com.br/banon/2003/11.21.21.08/doc/oai.cgiopendoar:32772021-07-31 06:52:34.209Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)false
dc.title.pt.fl_str_mv Determinação de atitude de balões estratosféricos utilizando filtros de Kalman
dc.title.alternative.en.fl_str_mv Attitude determination of stratospheric balloons using Kalman filters
title Determinação de atitude de balões estratosféricos utilizando filtros de Kalman
spellingShingle Determinação de atitude de balões estratosféricos utilizando filtros de Kalman
Luiz de Siqueira Martins Filho
title_short Determinação de atitude de balões estratosféricos utilizando filtros de Kalman
title_full Determinação de atitude de balões estratosféricos utilizando filtros de Kalman
title_fullStr Determinação de atitude de balões estratosféricos utilizando filtros de Kalman
title_full_unstemmed Determinação de atitude de balões estratosféricos utilizando filtros de Kalman
title_sort Determinação de atitude de balões estratosféricos utilizando filtros de Kalman
author Luiz de Siqueira Martins Filho
author_facet Luiz de Siqueira Martins Filho
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Otávio Santos Cupertino Durão
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Roberto Vieira da Fonseca Lopes
dc.contributor.referee2.fl_str_mv José Jaime da Cruz
dc.contributor.referee3.fl_str_mv Pedro Magalhães Guimarães Ferreira
dc.contributor.author.fl_str_mv Luiz de Siqueira Martins Filho
contributor_str_mv Otávio Santos Cupertino Durão
Roberto Vieira da Fonseca Lopes
José Jaime da Cruz
Pedro Magalhães Guimarães Ferreira
dc.description.abstract.por.fl_txt_mv 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.
dc.description.abstract.eng.fl_txt_mv 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.
description 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.
publishDate 1992
dc.date.issued.fl_str_mv 1992-12-17
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
status_str publishedVersion
format masterThesis
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://urlib.net/sid.inpe.br/iris@1905/2005/07.28.23.27.36
url http://urlib.net/sid.inpe.br/iris@1905/2005/07.28.23.27.36
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação do INPE em Ciência Espacial
dc.publisher.initials.fl_str_mv INPE
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
publisher.none.fl_str_mv Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
instname:Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
instacron:INPE
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
instname_str Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
instacron_str INPE
institution INPE
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
repository.mail.fl_str_mv
publisher_program_txtF_mv Programa de Pós-Graduação do INPE em Ciência Espacial
contributor_advisor1_txtF_mv Otávio Santos Cupertino Durão
_version_ 1706809348849664000