علوم و فناوری فضایی

علوم و فناوری فضایی

افزایش دقت سامانة ناوبری اینرسی فضایی با استفاده از دینامیک مسیر

نویسندگان
چکیده
معادلات دینامیک مسیر پرواز می‌تواند ابزاری ارزان و کارا برای تصحیح خطاهای موقعیت و سرعت فضایی در سامانة ناوبری اینرسی در فناوری‌های هوافضایی باشد و نقش مؤثری ایفا کند. اگرچه سامانة ناوبری اینرسی، یک راه حل برای تشخیص حرکت‌های دینامیک سریع و با دقت بالاست، اما دقت خروجی موقعیت و وضعیت این سیستم با گذشت زمان کاهش چشمگیری پیدا می‌کند. در این مقاله، به تلفیق سیستم ناوبری اینرسی با یک سیستم کمک ناوبری بر مبنای حل آنلاین معادلات پرواز پرداخته می‌شود. برای این منظور دو پیشنهاد استفاده از فرم لاگرانژی معادلات کپلر و بیان نیوتون معادلات پرواز سه درجه آزادی انتقالی مورد مطالعه قرار گرفته است. دقت بالا و قابل حل بودن به صورت آنلاین توسط کامپیوتر پرواز از ویژگی‌هایی است که در توسعة این معادلات مد نظر قرار گرفته است. برای تلفیق پارامترهای پروازی حاصل از ناوبری اینرسی و معادلات پرواز از الگوریتم فیلتر کالمن استفاده شده است. در پایان با توجه به نتایج شبیه‌سازی پرواز یکماژول فضایی نمونه، خطاهای موقعیت و سرعت برای دو حالت پیشنهادی مورد مقایسه قرار گرفته و مزایا و معایب هر یک از روش‌ها ارائه شده است.
کلیدواژه‌ها

  1. Kepler's Equation,” AIAA Mechanics and Control of Flight Conference, Anaheim, Calif, 1974.
  2. Eneev, T. M., Ivashkin, V., Sharov, V. A. and Bagdasaryan, J. V., “Space Autonomous Navigation System of Soviet Project for Manned Fly by Moon,” Acta Astronautica, 66, Issues 3-4, 2009.
  3. Monten Bruck, O., Satellite Orbits Models, Methods and Applications, Springer, 2001.
  4. Chung, L. R., Orbit Determination Methods for Deep Space Drag-Free Controlled Laser Interfermetry Missions, (Thesis M.Sc.), University of Maryland,
  5. Battin, R. H., An Introduction to the Mathematics and Methods of Astrodynamics, Revised ed. Reston, AIAA Educational Series, 1999.
  6. Picone, J. M., Hedin, A. E., Drob, D. P., and Aikin, A. C., “NRL-MSISE-00 Empirical Model of the Atmosphere: Statistical Comparisons and Scientific Issues”, Journal of Geophysical Research: Space Physics, 107, Issue A12, 2002, pp. SIA 15-1–SIA 15-16.
  7. [7] Titterton, D. H., Strapdown Inertial Navigation Technology, 2nd Edition, Institution of Electrical Engineers, 2004.
  8. [8] Department of Defense World Geodetic System,3th Edition, Technical Report, National Imagery and Mapping Agency (NIMA), 2000.
  9. [9] Grejner-Brzezinska, D., Toth, Ch. and Yi, Y., “On Improving Navigation Accuracy of GPS/INS Systems,” Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, Vol. 71, No. 4, 2005, pp 377-389.
  10. Gaylor, D. E., “GPS/INS Kalman Filter Design for Spacecraft Operating in the Proximity of the International Space Station,” AIAA GN&C Conference, Austin, TX, 2003.
  11. Gaylor, D. E., Simulation of an Unaided INS in Orbit, Center for Space Research, The University of Texas at Austin, 2002.
  12. Jafari, M., Sangari, A. and Roshanian, J. “Inertial Navigation System and GPS Integration for Space Navigation Accuracy Increasing,” Journal Sicence Space Technology (JSST), Vol 5, No 3, 2012, pp 11-19, (In Persian).

  • تاریخ دریافت 07 اسفند 1392
  • تاریخ بازنگری 11 بهمن 1402
  • تاریخ پذیرش 31 فروردین 1395
  • تاریخ اولین انتشار 31 فروردین 1395