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Attitude Reconstruction of a Spacecraft from Temperature Measurements in Solar Eclipse

Posielek, Tobias und Reger, Johann (2022) Attitude Reconstruction of a Spacecraft from Temperature Measurements in Solar Eclipse. IEEE Transactions on Control Systems Technology. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/TCST.2022.3187916. ISSN 1063-6536.

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Kurzfassung

This article proposes a method that uses only a single temperature measurement and angular velocity measurements to estimate the attitude of a spacecraft under the influence of solely infrared irradiation. The system governing the dynamics is highly non-linear with its attitude being defined in the quaternion space. The resulting observability mapping is used to transform the system into a canonical observability form. However, this mapping is not bijective, and a method to find the arising local inverses is proposed. The reconstruction algorithm itself is divided into two separate parts and uses the canonical form. The first part carries out the dynamic estimation of the temperature and its derivatives. The second part uses these derivatives to estimate the attitude by solving a system of non-linear equations. The proposed algorithm achieves the desired results under the assumption that a suitable initial guess of the attitude is available. Numerical simulations show the validity of the algorithm and illustrate errors induced by measurement noise.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/187195/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Attitude Reconstruction of a Spacecraft from Temperature Measurements in Solar Eclipse
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Posielek, Tobiastobias.posielek (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9867-7922NICHT SPEZIFIZIERT
Reger, Johannjohann.reger (at) tu-ilmenau.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:11 Juli 2022
Erschienen in:IEEE Transactions on Control Systems Technology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1109/TCST.2022.3187916
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:1063-6536
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Aerospace control , attitude control , control nonlinearities , observability , observers
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt GigaStore
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik
Hinterlegt von: Posielek, Tobias
Hinterlegt am:30 Nov 2022 10:18
Letzte Änderung:04 Dez 2023 09:48

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