Une th\u00e8se de Doctorat a \u00e9t\u00e9 soutenue par Mme ROUBACHE Rima, chercheur au CDS (ASAL), le Mardi 24 juin 2014 \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 des Sciences et de la Technologie Mohamed Boudiaf d\u2019Oran\u00a0dans le domaine de la physique intitul\u00e9e : Estimateur d\u2019Attitude Globale pour un Satellite Agile.<\/p>\n
Ce travail a \u00e9t\u00e9 dirig\u00e9 par le Professeur BENYETTOU Mohamed, Professeur \u00e0 l\u2019USTO MB, et M. SI MOHAMMED Mohammed Arezki, Directeur de Recherche au CDS.<\/p>\n
R\u00e9sum\u00e9 de th\u00e8se<\/strong>\u00a0:<\/p>\n Le sujet de cette th\u00e8se porte sur l\u2019utilisation du filtre de Kalman \u00e9tendu version quaternion pour l\u2019estimation d\u2019attitude dans le cas de la pr\u00e9sence de l\u2019excentricit\u00e9 d\u2019orbite, qui affecte consid\u00e9rablement les satellites agiles. L\u2019objectif de ce travail est de d\u00e9terminer l\u2019attitude d\u2019un satellite avec un estimateur du genre de filtre de Kalman \u00e9tendu (EKF), et plus sp\u00e9cifiquement, EKF 7-Etat et 6-Etat.<\/p>\n Le sous-syst\u00e8me de contr\u00f4le d\u2019attitude et d\u2019orbite est important pour le contr\u00f4le de l’orientation d’un satellite. Sans estimation fiable d’attitude, des objectifs de mission peuvent \u00eatre s\u00e9v\u00e8rement compromis. Les m\u00e9thodes d’estimation sont n\u00e9cessaires pour d\u00e9terminer l’attitude actuelle. Un filtre de kalman \u00e0 base de\u00a0 quaternion et un mod\u00e8le non lin\u00e9aire en excentricit\u00e9 ont \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9s et mis en application pour la comparaison avec les r\u00e9sultats de test (donn\u00e9es orbitale).<\/p>\n En raison de la pr\u00e9sence de termes p\u00e9riodiques dans le couple de gradient de gravit\u00e9, l’excentricit\u00e9 de l’orbite peut produire des perturbations sur les axes de roulis, lacet et de tangage. Cette th\u00e8se est consacr\u00e9e \u00e0 l’\u00e9tude de l’influence d’excentricit\u00e9 d’orbite sur les\u00a0 performances de pointage du sous syst\u00e8me de contr\u00f4le d’attitude et d’orbite (SCAO) pour les satellites \u00e0 basse altitude, stabilis\u00e9s par un m\u00e2t de gradient de gravit\u00e9 ou pour ceux ayant\u00a0 de longs appendices (satellites muni des panneaux solaires, longue structures lin\u00e9aires, etc.) et ceci avant et apr\u00e8s l’op\u00e9ration de d\u00e9sorbitation.<\/p>\n Les travaux pr\u00e9sent\u00e9s dans cette th\u00e8se, peuvent \u00eatre divis\u00e9s en trois parties\u00a0:<\/p>\n – La premi\u00e8re partie consiste \u00e0 une comparaison entre les performances du filtre de kalman \u00e9tendu de 6 – <\/span>\u00e9tat et 7 –<\/span>\u00e9tat afin de choisir le filtre optimal qui r\u00e9pond bien aux exigences du spatial.<\/p>\n – La deuxi\u00e8me partie est concern\u00e9e par le d\u00e9veloppement de la dynamique et cin\u00e9matique d\u2019attitude d\u2019un satellite muni des appendices dans le cas d\u2019une orbite elliptique.<\/p>\n – La troisi\u00e8me partie de la th\u00e8se inclue un nouveau mod\u00e8le de filtre de kalman \u00e9tendu \u00e0 base dequaternion \u00e0 six –<\/span>\u00e9tat.<\/p>\n<\/blockquote>\n Les r\u00e9sultats obtenus montrent que\u00a0 les deux filtres 7 et de 6 –<\/span>\u00e9tats r\u00e9pondent aux exigences de d\u00e9termination d’attitude d’Alsat-1 avec succ\u00e8s avec peu de diff\u00e9rence dans la pr\u00e9cision r\u00e9alis\u00e9e. Cependant, le filtre de 6-\u00e9tat utilise moins de traitement sur l’ordinateur de bord. En se basant sur ce r\u00e9sultat, le filtre 6-state est un choix plus logique pour le satellite Alsat-1.<\/p>\n Les analyses effectu\u00e9es dans cette th\u00e8se sont de nature multiple, il s’agit de prendre en consid\u00e9ration l’excentricit\u00e9 de l’orbite dans divers mod\u00e8les d’\u00e9quations afin de d\u00e9terminer l’influence de cette perturbation sur la convergence et la stabilit\u00e9 du filtre. Il s\u2019agit aussi de d\u00e9gager des orientations pratiques et de fournir les meilleurs sc\u00e9narios dans lesquels les op\u00e9rateurs des satellites \u00e0 basse altitude dot\u00e9s d’une longue structure lin\u00e9aire peuvent garder leur fonctionnement nominal.<\/p>\n Les diff\u00e9rentes simulations effectu\u00e9es dans cette th\u00e8se sont bas\u00e9es sur les donn\u00e9es r\u00e9elles des satellites tels que le satellite Alsat-1,<\/p>\n Les r\u00e9sultats obtenus dans cette th\u00e8se montrent que l’excentricit\u00e9 de l’orbite a une grande influence sur la pr\u00e9cision du syst\u00e8me de pointage provoquant, ainsi des micro-vibrations qui affectent le pointage g\u00e9ocentrique en particulier apr\u00e8s la phase de d\u00e9sorbitation. Dans cette situation les satellites n’ont aucune option de correction orbitale, c’est-\u00e0-dire le satellite ne poss\u00e8de plus de propergols. Le filtre de Kalman \u00e9tendu d\u00e9velopp\u00e9 dans cette th\u00e8se version Quaternion a pr\u00e9sent\u00e9 d\u2019excellents r\u00e9sultats pour des valeurs d’excentricit\u00e9 inf\u00e9rieure \u00e0 0.4. Cependant des singularit\u00e9s ont \u00e9t\u00e9 observ\u00e9es pour des excentricit\u00e9s au del\u00e0 de cette valeur.<\/p>\n \n Mots<\/strong><\/u> cl\u00e9s<\/strong><\/u> : <\/strong>Satellite Agile, Estimation, Attitude, Excentricit\u00e9, Couples perturbateurs, Dynamique, Cin\u00e9matique, Filtre de Kalman, Micro-vibrations.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Une th\u00e8se de Doctorat a \u00e9t\u00e9 soutenue par Mme ROUBACHE Rima, chercheur au CDS (ASAL), le Mardi 24 juin 2014 \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 des Sciences et de la Technologie Mohamed Boudiaf d\u2019Oran\u00a0dans le domaine de la physique intitul\u00e9e : Estimateur d\u2019Attitude Globale pour un Satellite Agile. 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