A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Observability studies for spacecraft attitude determination based on temperature data
Die Schätzung und Steuerung der Fluglage ist elementar für jede Raumfahrzeugmission. Die erforderliche Genauigkeit hängt von der jeweiligen Mission und ihren Nutzlasten ab. Ein funktionierendes Lageregelungssystem ist jedoch immer unverzichtbar, um die Zielgenauigkeit und Stabilität der Nutzlasten zu gewährleisten, die für den Erfolg der Mission entscheidend sind. Daher ist es sinnvoll, redundante Methoden zur Schätzung und Regelung der aktuellen Fluglage einzusetzen. Diese Arbeit fokussiert sich primär auf die Lageschätzung. Hierbei wird untersucht ob und wie Temperaturmessungen für die Lagebestimmung genutzt werden können. Diese Untersuchung wird durchgeführt, indem die zugrundeliegenden mathematischen Beschreibungen der Fluglage sowie der Temperaturdynamik betrachtet werden. Auf deren Grundlage wird dann ein Beobachter zur Lageschätzung entwickelt, der sich hauptsächlich auf die Temperaturdaten von zwei verschiedenen Sensorkonfigurationen stützt. In der ersten Konfiguration wird nur ein einziger Temperatursensor verwendet, dessen Informationen mit Gyroskopmessungen fusioniert werden, um die Lage zu bestimmen. Dies wird durch eine Transformation in Normalform und eine neuartige Lagebeschreibung erreicht. Auftretende Mehrdeutigkeiten bei der Lagebestimmung sowie alternative Beobachterdesigns werden vorgestellt. Die Analyse zeigt, dass mit dem vorgeschlagenen Beobachter lokale Aussagen zur Lageschätzung getroffen werden können - vorausgesetzt, die verwendeten Modelle und Messungen sind ausreichend genau und es steht genügend Rechenleistung zur Verfügung. In der zweiten Konfiguration werden sechs Paare von Temperatursensoren betrachtet. Jedes Paar besteht aus zwei Sensoren mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften und zeigt in Richtung einer anderen Raumfahrzeugachse. Diese Sensorsignale enthalten genügend Informationen, um die Fluglage zu rekonstruieren, ohne dass die Verwendung von Ableitungen höherer Ordnung erforderlich ist. Es wird ein Algorithmus vorgeschlagen, der die Position der Sonne und der ...
Observability studies for spacecraft attitude determination based on temperature data
Die Schätzung und Steuerung der Fluglage ist elementar für jede Raumfahrzeugmission. Die erforderliche Genauigkeit hängt von der jeweiligen Mission und ihren Nutzlasten ab. Ein funktionierendes Lageregelungssystem ist jedoch immer unverzichtbar, um die Zielgenauigkeit und Stabilität der Nutzlasten zu gewährleisten, die für den Erfolg der Mission entscheidend sind. Daher ist es sinnvoll, redundante Methoden zur Schätzung und Regelung der aktuellen Fluglage einzusetzen. Diese Arbeit fokussiert sich primär auf die Lageschätzung. Hierbei wird untersucht ob und wie Temperaturmessungen für die Lagebestimmung genutzt werden können. Diese Untersuchung wird durchgeführt, indem die zugrundeliegenden mathematischen Beschreibungen der Fluglage sowie der Temperaturdynamik betrachtet werden. Auf deren Grundlage wird dann ein Beobachter zur Lageschätzung entwickelt, der sich hauptsächlich auf die Temperaturdaten von zwei verschiedenen Sensorkonfigurationen stützt. In der ersten Konfiguration wird nur ein einziger Temperatursensor verwendet, dessen Informationen mit Gyroskopmessungen fusioniert werden, um die Lage zu bestimmen. Dies wird durch eine Transformation in Normalform und eine neuartige Lagebeschreibung erreicht. Auftretende Mehrdeutigkeiten bei der Lagebestimmung sowie alternative Beobachterdesigns werden vorgestellt. Die Analyse zeigt, dass mit dem vorgeschlagenen Beobachter lokale Aussagen zur Lageschätzung getroffen werden können - vorausgesetzt, die verwendeten Modelle und Messungen sind ausreichend genau und es steht genügend Rechenleistung zur Verfügung. In der zweiten Konfiguration werden sechs Paare von Temperatursensoren betrachtet. Jedes Paar besteht aus zwei Sensoren mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften und zeigt in Richtung einer anderen Raumfahrzeugachse. Diese Sensorsignale enthalten genügend Informationen, um die Fluglage zu rekonstruieren, ohne dass die Verwendung von Ableitungen höherer Ordnung erforderlich ist. Es wird ein Algorithmus vorgeschlagen, der die Position der Sonne und der ...
Observability studies for spacecraft attitude determination based on temperature data
Posielek, Tobias (author) / Reger, Johann / Moreno Pérez, Jaine Alberto / Röbenack, Klaus
2022-12-19
Theses
Electronic Resource
English
A Correction Algorithm of Aberration of Light for Spacecraft Attitude Determination System
| British Library Conference Proceedings | 2012
Controllability and Observability
| Springer Verlag | 2002
An algorithm for observability determination in water-system state estimation
| Tema Archive | 1985