Uydu Yörüngelerinin Gps Ve Tek Yer İstasyonu Ölçümleriyle Sezgisiz Kalman Süzgeci Temelli Belirlenmesi

Abstract

Çalışma, ana hatlarıyla ve temel olarak beş kestirim sürecinden oluşur. İlk kestirim işlemi, yer sabit yörünge uydusunun konum ve hızlarının tek yer istasyonundan alınan veriler kullanılarak Sezgisiz Kalman Süzgeci (UKF) yardımıyla iki aşamalı yaklaşımla kestirilmesidir. İkinci kestirim süreci, alçak yörünge uydusunun konum ve hızlarının direkt olarak GPS’den alınan ölçümlerle yine Sezgisiz Kalman Süzgeci tabanlı olarak belirlenmesidir. Üçüncü ve dördüncü kestirim süreçleri sırasıyla anten ve GPS ölçümleri için tek ölçüm gürültü ölçek faktörlü ve çoklu ölçüm gürültü ölçek faktörlü dayanıklı Sezgisiz Kalman Süzgeçlerinin, ölçümlerde sürekli sapma, ölçüm gürültüsü artması ve sıfır çıkış hataları durumunda kullanılmasıdır. Beşinci ve son kestirim süreci ise tek yer istasyonu ve GPS ölçümlerinin Lineer Kalman Süzgeci temelinde birleştirilmesiyle, anten ölçümlerindeki sapma hatalarının kestirilmesidir. Sonuçlar, tüm kestirim süreçlerinde istenen ve güvenilir olan yörünge belirleme doğruluğunun sağlandığını göstermiştir.

Study basically involves five main estimation procedures. First estimation procedure is a two-stage approach for estimation of Geostationary Orbit (GEO) satellite’s position and velocity by single station antenna tracking data with Unscented Kalman Filter (UKF). Second procedure is the estimation of Low Earth Orbit (LEO) satellite’s position and velocity by direct GPS measurements with Unscented Kalman Filter. Third and fourth estimation procedures are using Robust Unscented Kalman Filters with Single Measurement Noise Scale Factor and Multiple Measurement Noise Scale Factors in case of measurement malfunctions such as continuous bias, noise increment and zero output for both of the antenna and GPS measurements. The last procedure is to estimate antenna measurement bias via integration of antenna and GPS measurements with Linear Kalman Filter. Results show that the all estimation procedures provide the reliable orbit determination accuracy.