Caracterização em tempo real de trajetórias orbitais de mísseis balísticos

• Autor(a) principal: Moreira, António José Rosendo
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.6/5097
• topic: Caracterização de Órbita; Cónica; Filtro de Kalman; Mísseis Balísticos; Otimização Não-Linear.; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e Tecnologias

Os mísseis balísticos são uma ameaça em crescimento para populações, territórios e forças militares destacadas em todo o planeta. Mais de trinta países possuem, ou estão a adquirir tecnologia balística que, poderá, eventualmente, ser utilizada não só para o transporte de ogivas convencionais, mas também de armas de destruição maciça. A proliferação deste tipo de capacidade incentiva que este problema seja, cada vez mais, tido em conta no planeamento de um programa de Defesa. Neste sentido, surge a necessidade de desenvolver métodos que, de algum modo, permitam combater esta ameaça, como é exemplo a caracterização em tempo real de trajetórias orbitais de mísseis balísticos descrita no presente trabalho. Através da implementação do algoritmo de Butcher é simulada a propagação do estado de um míssil em voo exo-atmosférico, o qual é detetado através de um sensor cuja localização é bem conhecida. As medições, compostas por uma distância e dois ângulos, são introduzidas no filtro de Kalman, por forma a atenuar os efeitos das perturbações existentes. Através da resolução de um problema de valores próprios é determinada a equação do plano no qual se encontra a órbita, i.e., plano orbital. Utilizando as coordenadas da nuvem de pontos obtida através do filtro de Kalman, em relação a um referencial pertencente ao plano orbital, a equação da curva cónica correspondente à trajetória do míssil é determinada. Equacionando este problema como uma otimização não linear através do comando FMINCON, é possível restringir o resultado a uma elipse. Admitindo um conjunto de condições iniciais (posição e velocidade) e, realizando a parametrização da equação geral de uma superfície cónica, foi possível obter uma órbita elítica com um válido conjunto de características, incluindo os semieixos maior e menor, coordenadas Cartesianas do centro, inclinação do plano orbital, excentricidade, entre outras. O míssil balístico é detetado pela primeira vez sobre Portugal e, possui como zona de impacto o Pólo Norte. Embora o conhecimento deste tipo de informação não seja suficiente num teatro de Defesa de mísseis balísticos, o modelo apresentado abre a possibilidade da sua implementação na previsão de trajetórias orbitais e na determinação do ponto de lançamento de mísseis balísticos.