elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Robust Motion Prediction of a Free-Tumbling Satellite with On-Ground Experimental Validation

Lampariello, Roberto und Mishra, Hrishik und Oumer, Nassir W. und Peters, Jan (2021) Robust Motion Prediction of a Free-Tumbling Satellite with On-Ground Experimental Validation. Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 44 (10), Seiten 1777-1793. American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA). doi: 10.2514/1.G005745. ISSN 1533-3884.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Preprintversion (eingereichte Entwurfsversion)
2MB

Offizielle URL: https://arc.aiaa.org/doi/10.2514/1.G005745

Kurzfassung

The task of approaching and capturing a free-tumbling satellite on-orbit presents open challenges for autonomous guidance and control strategies. One of these is to robustly predict the satellite's tumbling motion in view of measurement errors and of unfavorable free-body dynamic effects. A comparative study of solutions proposed in the literature is presented, considering tumbling scenarios that might offer low observability of the related parameters. To this end, this paper extends and compares nonlinear and linear least-squares batch techniques with an extendedKalman filter recursive technique to identify the necessary state and inertial parameters of a satellite for the purpose of motion prediction. These estimation methods are fed with attitude measurements generated by a model-based image-processing algorithm, which is applied to images produced on ground with two dedicated experimental facilities. It is shown that the attitude measurements present a non-Gaussian error distribution. Through experimental validation, the nonlinear least-squares method is shown to be the most robust for five representative tumbling states of the target satellite. The output of a statistical identification procedure provides an estimate of the motion prediction dispersion for long prediction times, which is a key input in robust tracking control methods.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/195299/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Robust Motion Prediction of a Free-Tumbling Satellite with On-Ground Experimental Validation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Lampariello, RobertoRoberto.Lampariello (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8479-2900NICHT SPEZIFIZIERT
Mishra, Hrishikhrishik.mishra (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5025-2447NICHT SPEZIFIZIERT
Oumer, Nassir W.nassir.oumer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Peters, JanTechnical University DarmstadtNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:20 Juli 2021
Erschienen in:Journal of Guidance, Control, and Dynamics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:44
DOI:10.2514/1.G005745
Seitenbereich:Seiten 1777-1793
Verlag:American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA)
ISSN:1533-3884
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Parameter Identification, Extended Kalman Filter, Orbital Dynamics, On-Ground Experimental Validation
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - RICADOS++ [RO], R - Projekt RICADOS [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Hinterlegt von: Lampariello, Roberto
Hinterlegt am:13 Jun 2023 12:01
Letzte Änderung:20 Jun 2023 13:21

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.