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宇宙機の姿勢制御性能に影響を与える衛星内部状態量の高精度推定と軌道上推定の研究

研究課題

研究課題/領域番号 23560965
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 航空宇宙工学
研究機関独立行政法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

齋藤 宏文  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (80150051)

研究分担者 坂井 真一郎  宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (10342619)
研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード誘導・航法・制御 / 人工衛星姿勢制御 / 人工衛星 / 姿勢決定 / カルマンフィルタ / 地磁気センサ / バイアス誤差
研究概要

宇宙機の姿勢制御性能に影響を与える衛星内部状態量の高精度推定の研究として、カルマンフィルタと呼ばれる推定フィルタの主要な行列項を適応的に調整あるいは動的に変化させる新たな手法を見いだした結果、磁気センサ・ジャイロセンサのバイアス誤差および残留磁気モーメントを軌道上で同時に推定する手法を提案した。加えて、姿勢センサに用いられる光ファイバージャイロ(FOG)のバイアスレートの変動をARXモデルで表現し、周囲温度が変動した場合のバイアスレートを予測する手法を開発した。これらは、特に超小型衛星の姿勢制御における主要な誤差・姿勢外乱源であるので、今後の高機能な超小型衛星開発に大きく貢献しうるものである。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (17件) (うち招待講演 2件) 図書 (2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Robust Kalman Filtering for Small Satellite Attitude Estimation in the Presence of Measurement Faults2013

    • 著者名/発表者名
      H. E. Soken, C. Hajiyev and S. Sakai
    • 雑誌名

      Engineering European Journal of Control

      巻: vol.20 ページ: 64-72

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptive Tuning of the UKF for Satellite Attitude Estimation2013

    • 著者名/発表者名
      H.E. Soken and S. Sakai
    • 雑誌名

      ASCE Journal of Aerospace Engineering

      巻: - 号: 3

    • DOI

      10.1061/(asce)as.1943-5525.0000412

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] A Study on an Accurate yet Simple Attitude Estimation Scheme for Nano-satellites2013

    • 著者名/発表者名
      H. E. Soken and S. Sakai
    • 学会等名
      5th Nano-satellite Symposium
    • 発表場所
      Tokyo
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] In-Orbit Estimation of Time-Varying Residual Magnetic Moment for Small Satellite Applications2013

    • 著者名/発表者名
      H. E. Soken and S. Sakai
    • 学会等名
      AIAA Guidance, Navigation and Control Conference
    • 発表場所
      Boston(DOI:10.2514/6.2013-4650)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] In-Orbit Estimation of Time-Varying Residual Magnetic Moment for Small Satellite Applications2013

    • 著者名/発表者名
      H.E. Soken and S. Sakai
    • 学会等名
      AIAA Guidance, Navigation and Control Conference
    • 発表場所
      Boston
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] A Study on an Accurate yet Simple Attitude Estimation Scheme for Nanosatellites2013

    • 著者名/発表者名
      20. H.E. Soken and S. Sakai
    • 学会等名
      5th Nano-satellite Symposium
    • 発表場所
      Tokyo
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Adaptive Unscented Kalman Filter for Small Satellite Attitude Estimation2012

    • 著者名/発表者名
      H. E. Soken and S. Sakai
    • 学会等名
      in. Proc. Of 2012 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace Technology
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Fiber Optical Gyros in the Spacecraft Control Applications2012

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Sakai, H. Saito
    • 学会等名
      22nd International Conference on Optical Fiber Sensors (OFS-22)
    • 発表場所
      Beijing, China(FOG Workshop @ OFS22)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Robust Kalman Filtering with Multiple Scale Factors for Small Satellite Attitude Estimation2012

    • 著者名/発表者名
      H. E. Soken, C. Hajiyev and S. Sakai
    • 学会等名
      Itzhack Y. Bar-Itzhack Memorial Symposium on Estimation, Navigation, and Spacecraft Control
    • 発表場所
      Haifa, Israel
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Residual Based Adaptive Unscented Kalman Filter for Satellite Attitude Estimation2012

    • 著者名/発表者名
      H. E. Soken and S. Sakai
    • 学会等名
      AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference
    • 発表場所
      Minneapolis, USA
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Fiber Optical Gyros in the Spacecraft Control Applications2012

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Sakai, H.Saito
    • 学会等名
      22nd International Conference on Optical Fiber Sensors (OFS-22)、FOG Workshop @ OFS22
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] UKF Based On-Orbit Gyro and Magnetometer Bias Estimation as a Part of the AttitudeDetermination Procedure for a Small Satellite2011

    • 著者名/発表者名
      H. E. Soken and S. Sakai
    • 学会等名
      11th International Conference on Control Automation and Systems
    • 発表場所
      Seoul(Korea)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 光ファイバジャイロの動的温度補償による高性能化2011

    • 著者名/発表者名
      加藤肇, 齋藤宏文, 坂井真一郎
    • 学会等名
      第47回光波センシグ技術研究会
    • 発表場所
      東京,新宿区
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Improvement of Fiber Optical Gyroscope Performance by Dynamic Calibration Against Thermal Fluctuation for Space Applications2011

    • 著者名/発表者名
      H. Kato, H. Saito, S. Sakai
    • 学会等名
      28th Internartional Symposium on Space Technology and Science
    • 発表場所
      沖縄県,宜野湾市
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 光ファイバジャイロの動的温度校正2011

    • 著者名/発表者名
      加藤肇, 齋藤宏文, 坂井真一郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会, 宇宙航行エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      長野県,臼田
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] UKF Based On-Orbit Gyro and Magnetometer Bias Estimation as a Part of the Attitude Determination Procedure for a Small Satellite2011

    • 著者名/発表者名
      H.E.Soken and S.Sakai
    • 学会等名
      11th International Conference on Control Automation and Systems
    • 発表場所
      Seoul (Korea)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 光ファイバジャイロの動的温度校正2011

    • 著者名/発表者名
      加藤肇,齋藤宏文,坂井真一郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会,宇宙航行エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      長野県,臼田
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 光ファイバジャイロの動的温度補償による高性能化2011

    • 著者名/発表者名
      加藤肇,齋藤宏文,坂井真一郎
    • 学会等名
      第 47 回 光波センシグ技術研究会
    • 発表場所
      東京,新宿区
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Improvement of Fiber Optical Gyroscope Performance by Dynamic Calibration Against Thermal Fluctuation for Space Applications2011

    • 著者名/発表者名
      H. Kato, H. Saito, S. Sakai
    • 学会等名
      28th Internartional Symposium on Space Technology and Science
    • 発表場所
      沖縄県,宜野湾市
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [図書] Advances in Estimation, Navigation, and Spacecraft Control2014

    • 著者名/発表者名
      H.E. Soken, C. Hajiyev and S. Sakai
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] Advances in Estimation, Navigation, and Spacecraft Control Springer

    • 著者名/発表者名
      H. E. Soken, C. Hajiyev and S. Sakai
    • 出版者
      (in press)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [備考] 2013年度" AIAA Guidance Navigation and Control Conference"における発表は,学会より" Graduate Student Paper Finalist Award "として表彰を受けた

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [備考] 2011年度"11th International Conference on Control Automation and Systems"における発表は,学会より"Student Paper Award"として表彰を受けた

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [備考] "11th International Conference on Control Automation and Systems"における発表は,学会より"Student Paper Award"として表彰を受けている.

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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