Modified Rodrigues Parameter 기반의 인공위성 관성모멘트 추정 연구

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 인공위성의 관성 모멘트 추정을 위해 MRP(Modified Rodrigues Parameter) 자세 변수기반의 추정기를 설계하였다. MRP는 인공위성 자세 결정시 쿼터니언(Quaternion) 파라미터의 구속 조건으로부터 발생하는 필터의 오차 공분산 행렬의 특이 (Singularity) 현상을 피할 수 있는 장점이 있다. 한편 MRP의 경우 자세각 변위가 클 경우에 역시 특이현상이 발생할 수 있어 이를 피하기 위해 적절한 자세각 범위에서 인위적
인 기준 운동을 생성하여 필터 설계에 적용하였다. 쿼터니언 파라미터의 단점을 극복하여 보다 안정된 오차 공분산 갱신 결과의 필터의 개선된 성능을 예상할 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study addresses spacecraft moment of inertial estimation approach using Modified Rodrigues Parameters(MRP). The MRP offer advantage by avoiding singularity in Kalman Filter design for attitude determination caused by the norm constraint of quaternion parameters. Meanwhile, MRP may suffer singularity for large angular displacement, so that we designed appropriate reference attitude motion for accurate estimation. The proposed approach is expected to provide stable error covariance update with accurate spacecraft mass property estimation results.

목차 (Table of Contents)

• ABSTRACT
• 초록
• Ⅰ. 서론
• Ⅱ. 자세 동역학 모델링
• Ⅲ. EKF에 의한 관성 모멘트 추정
• Ⅲ. 시뮬레이션을 통한 검증 연구
• Ⅵ. 결론
• 후기
• 참고문헌

참고문헌 (Reference)

1 VanDyke, M.C, "Unscented Kalman Filtering for Spacecraft Attitude State and Parameter Estimation" 2004

2 Lefferts, E.J, "Kalman Filtering for Spacecraft Attitude Estimation" 5 (5): 417-429, 1982

3 Bordany,R.E, "In-Orbit Estimation of the Inertial Matrix and Thruster Parameters of UoSAT-12"

4 Junkins, J.L, "How Nonlinear Is It? A Tutorial on Nonlinearity of Orbit and Attitude Dynamics" 52 (52): 7-60, 2004

5 Lichter, M, "Estimation of State, Shape, and Inertial Parameters of Space Objects from Sequences of Range Images" 5267 : 2003

6 Idan, M, "Estimation of Rodrigues Parameters from Vector Observation" AES-32 (AES-32): 578-586, 1996

7 Crassidis, J.L, "Attitude Estimation Using Modified Rodrigues Parameters" 71-83, 1996

8 Crassidis, J.L, "An Introduction to Optimal Estimation of Dynamical Systems"