اثر اغتشاش چرخ عکس‌العملی در فرآیند تعیین وضعیت ماهواره‌های دارای حسگر مغناطیس‌سنج

سامانه تعیین و کنترل وضعیت، وظیفه‌ی تعیین وضعیت، پایدارسازی و نشانه روی ماهواره را با وجود گشتاورهای اغتشاشی داخلی و خارجی دارا است که این امور در یک ماهواره عملیاتی توسط تعدادی حسگر، عملگر و الگوریتم های مرتبط صورت می گیرد. حسگر مغناطیس با توجه به ویژگی های کاربردی، جزو متداول ترین حسگرهای مورد استفاده برای تعیین وضعیت و چرخ عکس العملی نیز عملگری مطمئن و کارآمد در فرآیند کنترل وضعیت سه محوره ماهواره ها است. اغتشاشات عملگر چرخ عکس العملی که از جنس میدان مغناطیسی است، در حین اجرا دستورات کنترلی، اثر الکترومغناطیسی آن کارکرد حسگر مغناطیس را تحت تاثیر قرار داده و در نتیجه فرآیند تعیین وضعیت ماهواره دچار اختلال می شود. در الگوریتم های تعیین وضعیت، بردار وضعیت دورانی ماهواره با استفاده از خروجی آغشته به نویز حسگرها، تخمین زده می شود و الگوریتم ها شامل فیلترهایی هستند که بتوانند از داده های نویزی حسگرها، وضعیت را تخمین بزنند. این پژوهش، با هدف مشخص کردن اثر تداخل میدان مغناطیسی منتشر شده با حسگر مغناطیس سنج که خارج از محدوده نویز حسگر هستند در فرآیند تعیین وضعیت ماهواره های ارتفاع پایین انجام گرفته است. با توجه به نتایج ارائه شده در این پژوهش، اغتشاش حاصل از تداخل میدان مغناطیسی منتشر شده که در اثر کارکرد چرخ عکس العملی است، فرآیند تعیین وضعیت ماهواره را دچار اختلال کرده و به طور چشمگیری باعث کاهش دقت آن می شود.

impacts of reaction wheel disturbance on the attitude determination process of satellites with magnetometer sensor

in an operational satellite, the attitude determination (ad) and control system (adcs) tasks include attitude determination, stabilization, and pointing against internal and external disturbance moments. these tasks use several sensors, actuators, and some pertinent ad algorithms. in this sense, the magnetometer (mag) sensor is among the most common sensors used for attitude estimation that can be utilized in association with reaction wheels (rws) as a reliable and efficient actuation mechanism for a three-axis attitude control satellite. unfortunately, rws generate magnetic field disturbances during operation as adcs commanded, adversely interacting adcs commanded, adversely interacting with the magnetometers. the latter will inevitably cause mag errors that affect the accuracy of the satellite ad process. most effective ad algorithms utilize the noise-polluted sensor output for attitude estimation via filtering. the present research attends to the magnetic disturbance of rws, which is beyond the range of the mags noisy output range, to show the disturbance’s effect on the ad process and its enhancement for satellites equipped with mag sensors. according to the results of this study, the disturbance resulting from the interference of the distributed magnetic field, which is due to the operation of the rws, significantly degrades ad accuracy.