Determinação de atitude utilizando os dados do sensor de estrelas para o CubeSat do projeto SPLASH

Abstract

Este trabalho aborda o estudo da determinação de atitude do CubeSat do projeto SPLASHv(Self-DePloyable FLexible AeroSHell for de-Orbiting and Space Re-entry), utilizando o sensor de estrelas e aplicando o Filtro de Kalman estendido. São fornecidas informações sobre o CubeSat, que possui uma órbita equatorial e circular LEO, com altitude de 400 km e inclinação orbital de 0º graus, com o objetivo de realizar pesquisas com um conceito diferente dos demais, onde possui um escudo aerodinâmico para reentrada, com ênfase na recuperação de cargas úteis. O modelo cinemático de atitude é descrito por uma equação envolvendo os ângulos de Euler e a parametrização de Quatérnios, sendo que o trabalho opta por utilizar os quaternions em seu desenvolvimento. Os sensores de atitude empregados são o sensor de estrelas, que permite determinar a atitude com alta precisão, e o giroscópio, que fornece informações sobre a variação angular do sistema de referência do satélite. Para a estimação de atitude em situações não-lineares, o filtro de Kalman estendido é escolhido como método de estimação. Na obtenção dos resultados, o software MATLAB é utilizado para simular e gerar gráficos em três cenários distintos, considerando alterações no FOV (Field of View) e na magnitude. Ao final, são comparados e discutidos os resultados obtidos em cada situação.