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Dissertação

A Low-Communication Distributed State-Estimation Framework for Satellite Formations EVALUATED

Detalhes: O presente trabalho apresenta uma nova formulação distribuída de estimativa de estados para formações de satélites. As formações de satélites têm capacidades computacionais limitadas, mas os limites das comunicações entre satélites são geralmente mais severos. Os filtros distribuídos existentes baseados em rondas consensus têm altos requisitos de comunicações que os tornam inadequados. Apresentamos um esquema de filtragem distribuída de comunicações reduzidas direcionada a formações que são limitadas pelas comunicações. Assumimos uma topologia líder-seguidor, semelhante à proposta na missão NASA Helioswarm, onde o líder tem acesso a medidas de posição inercial enquanto os seguidores só têm acesso a medidas de distancia-relativa com o líder e outros seguidores. A estrutura de estimativa de estados proposta é baseada no desacoplamento do filtro centralizado, em duas arquiteturas distintas: uma específica do líder com acesso às medições de posição inercial e a segunda específica dos seguidores que incorpora apenas medições de distância-relativa. Introduzimos uma técnica de consider-covariance para incluir a incerteza do estado do líder no filtro do seguidor. Demonstramos que a abordagem distribuída proposta é mais robusta em cenários de incerteza elevada do líder em contraste com sua versão naive sem a consider-covariance. Além disso, possui menos requisitos de comunicação e níveis de precisão equivalentes aos procedimentos baseados em consensus existentes na literatura atual. O filtro consider covariance distribuído será testado em uma futura missão da NASA. A missão consiste em quatro satélites 1.5U baseados no hardware de voo PyCubed, cada um contendo GPS de alta precisão e distância-relativa por tempo.
Keywords: localização distribuída, ação condicionada, formações de satélites, consider covariance.

Discussão: novembro 18, 2022, 9:30