Modelagem matemática em computador digital de sensores de horizonte para satélites de baixa altitude

• Main Author: Antonio Gil Vicente de Brum
• Other Authors: Hans-Ulrich Pilchowski
• Language: Portuguese
• Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) 1993
• Online Access: http://urlib.net/sid.inpe.br/iris@1905/2005/07.29.03.42.31

Os sensores de horizontes (SH) são mecanismos do subsistema de controle de atitude (SCA) de satélites artificiais terrestres utilizados na determinação da orientação do satélite com relação a Terra. O desempenho dos sensores de horizonte e limitado por erros sistemáticos e aleatórios, montando 0.5 graus. Neste trabalho procede-se a modelagem matemática e simulação computacional de algumas das principais fontes de erros sistemáticos. A saber : 1) achatamento da Terra; 2) variação sazonal e latitudinal da radiância terrestre; 3) atraso introduzido pelo processamento eletrônico. Os erros são quantificados e montam 0.26 graus em arfagem e rolamento tornando passiveis de correção. De posse de tais erros modelados e feitas as correções cabíveis e possível melhorar a precisão na determinação da atitude reduzindo o erro em arfagem para 0.015 graus e o erro em rolamento para 0.02 graus, o que representa melhora significativa na precisão total de apontamento. Ainda neste trabalho e demonstrada a importância do uso de técnicas normalizadoras de radiância na melhora da precisão na determinação da atitude de sensores de horizonte na faixa infra-vermelha correspondente ao CO2. === Horizon sensors are accurate instruments for earth referred attitude sensing and control whose performance is limited by systematics and random errors amounting ~ 0.5°. Some of these errors: 1) oblate shape of the earth; 2) seasonal and latitudinal variations of the 15~m infrared radiation and 3) electronic processing time delay, are mathematically modeled and computer simulated here. From the simulation one can see that these errors can be reduced from about 0.26° to 0.015° (pitch) and to 0.02° (roll) , which represents a substantial improvement (more than 50%) in the overall accuracy of the instrument. Also in this work is shown how important radiance normalizing techniques can be when one needs still better improvement in the satellite attitude determination and control.