Determinação de atitude para o CubeSat SPLASH utilizando magnetômetro e sensor solar

Abstract

O controle e estimação de atitude de um satélite são aspectos importantes para o sucesso de uma missão espacial, pois ajudam a manter uma orientação e posicionamento precisos do satélite no espaço. Este trabalho tem por objetivo fazer uma comparação entre alguns dos tipos de Filtros de Kalman utilizados para esse fim, além de fazer uma comparação com filtros mais simples como o filtro Alfa e o Quaternion Estimator (QUEST) : o Filtro de Kalman Extendido (Extended Kalman Filter – EKF) , o Filtro de Kalman Adaptativo (Adaptive Kalman Filter – AKF) e o Filtro de Kalman Ensemble (Ensemble Kalman Filter). Alguns outros filtros também serão estudados afim de fazer uma comparação menos rigorosa com alguns dos filtros estudados. Satélites operam em um dos ambientes mais dinâmicos e imprevisíveis que é o espaço. A dinâmica não-linear e as incertezas inerentes ao movimento de um satélite fazem com que seja necessário técnicas sofisticadas de filtragem com a finalidade de viabilizar uma estimação e controle de atitude eficientes, que são propriedades determinantes para o sucesso de uma missão. Utilizando uma abordagem baseada em simulações, este trabalho busca avaliar a performance, precisão e eficiência computacional de cada uma destas variações do Filtro de Kalman sob as mesmas condições dinâmicas e cenários orbitais. Para este fim será utilizado como objeto de estudo o satélite conceitual Self-DePloyable FLexible AeroSHell for de-Orbiting and Space Re-entry (SPLASH) assim como o cenário para o qual o mesmo está sendo idealizado. E para a simulação de fato será utilizado o software de computação numérica MATLAB . Os dados utilizados para a simulação virão do magnetômetro, giroscópio e sensor solar, que terão suas características simuladas em código, com a introdução de ruídos e erros, com o propósito de gerar dados mais próximos a realidade.