نوع مقاله : مقاله منتخب

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی مالک اشتر

2 شرکت علم و فناوری افلاک

10.22034/jssta.2023.412482.1139

چکیده

عموماً روش‌های مشخص کردن جهت‌گیری ماهواره با عناوین تعیین وضعیت و تخمین وضعیت شناخته می‌شوند. حل مسئله تعیین وضعیت ماهواره منجر به حل مسئله وهبا می‌گردد. به منظور به کارگیری مسئله وهبا نیاز به حداقل دو بردار اندازه‌گیری مستقل در دستگاه سنسور و بردارهای متناظر در دستگاه مرجع است. با وجود اینکه اندازه‌گیری‌ سنسورها، به دلیل وجود نویز و ناهمراستایی، دارای عدم قطعیت است و بردارهای مرجع نیز تقریبی از این اندازه‌گیری‌ها هستند، لیکن، این عدم قطعیت‌ها در مسئله وهبا در نظر گرفته نشده‌اند. به طوری که دقت تخمین این روش‌ها به دقت بردارهای ورودی وابسته است. به منظور رفع این کاستی، فرض شده است تمامی نامعینی‌ها کراندار هستند و تمامی خطاها با حساب بازه‌ای مدل شده است. سپس، مسئله تعیین وضعیت از یک مسئله تک هدفه به یک مسئله بهینه‌یابی مقاوم چندهدفه با دو تابع هدف و قیود غیرخطی تبدیل می-شود. از آنجا که حل مسئله چندهدفه با حلگرهای اکتشافی نظیر NSGA II، زمانبر است، تابع چندهدفه حاصل با استفاده از الگوریتم بهینه‌یابی کمینه بیشینه حل گردید. در این حالت، خطای تعیین وضعیت با روش پیشنهادی نسبت به روش کواترنیون، (7 برابر) کاهش یافته است، و از وابستگی آن به دقت بردارهای ورودی (حدود 200 برابر) کاسته یافته است. در واقع ضمن کاهش میانگین خطا، قوام الگوریتم نسبت به عدم قطعیت‌های موجود در بردارهای ورودی افزایش یافته است. استفاده از الگوریتم کمینه بیشینه، زمان اجرای الگوریتم را نسبت به الگوریتم NSGA II حدود 600 برابر کاهش داده است و مناسب جهت کاربردهای به هنگام است. عملکرد روش پیشنهادی برای حرکت در مدار یک ماهواره، مورد بررسی قرار گرفته است. براساس نتایج، روش پیشنهادی دارای کران‌های کوچکتری نسبت به روش کواترنیون است، به طوری که میانگین مربعات خطا (RMS) بیش از 50% کاهش یافته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات