Исследование одного робастного алгоритма эллипсоидального оценивания при определении массы и положения центра масс космического аппарата

Abstract

Предложен робастный алгоритм оценивания положения центра масс и массы космического аппарата. Множество возможных значений положения центра масс аппроксимируется трехмерным эллипсоидом. Критерием точности есть минимизация определителя матрицы эллипсоида. Оценка массы дается в виде интервала. С помощью компьютерного моделирования показана работа алгоритма при определении положения центра масс и массы космического аппарата в условиях статистической неопределенности ошибок измерений. Продемонстрирована работа алгоритма при скачкообразном нарушении априорных предположений относительно возможного положения центра масс космического аппарата. Проведен сравнительный анализ с уже известными алгоритмами и показана его более устойчивая работа при нарушении априорных предположений. Это позволяет использовать алгоритм для оценивания параметров объекта в условиях априорной неопределённости.

Запропоновано робастний алгоритм еліпсоїдального оцінювання центру мас і маси космічного апарату. Множина можливих значень положення центру мас апроксимується тривимірним еліпсоїдом. Критерієм точності є мінімізація визначника матриці еліпсоїда. Оцінка маси надається у вигляді інтервалу. За допомогою комп’ютерного моделювання показана робота алгоритму при визначенні положення центру мас і маси космічного апарата в умовах статистичної невизначеності похибок вимірювання. Продемонстрована робастність алгоритму при стрибкоподібному порушенні апріорних припущень щодо можливого положення центру мас космічного апарату. Проведено порівняльний аналіз із уже відомими алгоритмами й показана його більш усталена робота при порушенні апріорних припущень. Це дозволяє використовувати алгоритм для оцінювання параметрів об’єкта в умовах апріорної невизначеності.

A robust algorithm for estimating a position of the mass center and the spacecraft mass is proposed. The possible values of the mass center position are approximated by a three-dimensional ellipsoid. The criterion of accuracy is the minimization of the ellipsoid matrix determinant. The mass is estimated as an interval. The capability of the algorithm for determining the position of the spacecraft mass center and the spacecraft mass in a statistical uncertainty of measurement errors is shown using the computer simulation. The robustness of the algorithm in the case of an uneven violation of a priori assumptions relative to a possible position of the spacecraft mass center is demonstrated. The comparative analysis with known algorithms is carried out. A more stable use of this algorithm is shown when a priori assumptions are violated.