عنوان مقاله :
تحليل خطاي زواياي اويلر در روش مكان‌يابي LOS با يك ماهواره LEO
عنوان به زبان ديگر :
Error Analysis of Euler Angles in LEO Single-Satellite LOS Geolocation Method
پديد آورندگان :
نوروزي، علي دانشگاه صنعتي شريف، تهران، ايران , سعادتي مقدم، گودرز دانشگاه علم و صنعت، تهران، ايران , ستايش، امير دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي، تهران، ايران , نايبي، محمد مهدي دانشگاه صنعتي شريف، تهران، ايران
كليدواژه :
روش مكان‌يابي LOS تك ماهواره , تحليل خطا , زوايا اويلر , بردار وضعيت , كران پايين كرامر-رائو
چكيده فارسي :
در اين مقاله، اثر خطا در زواياي اويلر بر عملكرد روش مكان‌يابي LOS با يك ماهواره LEO مورد تحليل قرار گرفته است. در روش مكان‌يابي LOS با يك ماهواره LEO، تخمين موقعيت هدف زميني براساس يافتن محل تقاطع دو بردار جهت با سطح زمين، مطلوب مسئله مي‌باشد. در‌صورت وجود نويز در مقادير اندازه‌گيري شده، مقدار تخمين موقعيت هدف از مقدار واقعي آن فاصله مي‌گيرد و نيازمند آن است كه اثرات آن مورد تحليل قرار گيرد. به همين منظور، در اين مطالعه ابتدا با بيان مسئله در دستگاه مختصات ECEF و انتقال مبدأ مختصات به مختصات موقعيت ماهواره با بهره‌گيري از مقادير طول و عرض جغرافيايي ماهواره و بردار وضعيت، سعي شده‌است مكان تقاطع خطوط LOS از سمت ماهواره به‌سوي هدف با سطح زمين به‌عنوان موقعيت هدف تعيين مي‌شود. سپس، اثر خطا در زواياي اويلر بر عملكرد الگوريتم LOS به‌صورت تئوري مورد تحليل قرار گرفته است و ماتريس كواريانس خطاي آن با روش موسوم به آشفتگي به‌دست آمده است. همچنين، كران‌پايين كرامر- رائو الگوريتم LOS ناشي از خطاي زواياي اويلر ارائه شده‌است. براساس نتايج شبيه‌سازي، به منظور دستيابي به خطاي RMSE كمتر از 1500متر در سناريو در نظر گرفته شده، خطاي زوايا در بردار وضعيت بايد كمتر از 1/0 درجه باشد.
چكيده لاتين :
In this paper, the effect of errors in the Euler angles on the performance of the LEO
single-satellite LOS geolocation method is analyzed. In the LEO single-satellite LOS
geolocation method, the aim is the estimation of the terrestrial target location by finding the
intersection of the two direction vectors and the ground. In the presence of errors in the
measured values, the target position estimate deviates from its true value and it is required to
analyze the effects of this deviation. To this end, first, by expressing the problem in the ECEF
coordinate system and transferring the origin to the satellite position by using the latitude and
longitude of the satellite and the state vector, it is tried to determine the intersection of the LOS
from the satellite to the target and the earth’s surface as the target location. Then, the effect of
the error in Euler angles on the performance of the LOS method is theoretically analyzed and its
covariance matrix is derived by the perturbation method. In addition, the CRLB for the LOS
method due to the error in Euler angles is presented. According to the simulation results, in
order to achieve an RMSE of less than 1500 meters in the considered scenario, the angle errors
in the attitude vector should be less than 0.1 degrees.
