افزایش دقت پیش بینی موقعیت ماهواره با درنظرگرفتن هارمونیک های تابع پتانسیل زمین

در این مقاله، رویه پیش بینی موقعیت ماهواره بر اساس فیلتر کالمن توسعه یافته و با مدنظر قرار دادن ملاحظات سخت افزاری پیاده سازی و در عین حال حصول دقت مطلوب در فرآیند تعیین موقعیت ماهواره مورد بررسی قرار گرفته است.در این راستا ابتدا نیروهای شاخص و موثر بر دینامیک مداری ماهواره مدلسازی و روابط غیرخطی حاکم بر حرکت مداری ماهواره ارائه شده است. به منظور افزایش دقت پیش بینی موقعیت ماهواره هارمونیک های j۲, j۳و j۴ تابع پتانسیل زمین در معادلات دینامیک مداری لحاظ شده و با استفاده از خطی سازی دینامیک سیستم و اعمال فیلتر کالمن توسعه یافته EKFموقعیت آتی ماهواره پیش بینی می گردد. داده های اندازه گیری مورد استفاده، بردار موقعیت و سرعت ماهواره بوده که از گیرنده GPSحاصل می شوند. از آنجا که در این مقاله ملاحظات طراحی سیستمی ماهواره نیز مدنظر قرار گرفته است، لذا مدت زمان، سناریو روشن کردن گیرنده های GPS، بر اساس ملاحظات توان الکتریکی مصرفی مورد بحث قرار گرفته است، تا علاوه بر کاهش توان مصرفی، عملکرد زیر سیستم تعیین موقعیت با دقت مناسب ادامه یابد. در انتها با انجام شبیه سازی بر روی یک ماهواره ارتفاع پایین LEOو مقایسه نتایج با نرم افزار STK، صحت مدل سازی های انجام شده و روابط به کارگیری شده مورد تایید قرار گرفته است.