fa مقایسه عملکرد تخمین‌گرهای تصادفی با رؤیت‌گر حفظ تقارن برای تعیین وضیعت نانوماهواره با تک حسگر مغناطیس‌سنج تخصصي Special كاربردي Review paper <span dir="RTL">طراحی تخمین‌گر وضعیت نانوماهواره‌ها با تک حسگر مغناطیس‌سنج، به دلیل محدودیت در وزن و حجم، محدود بودن طول عمر ژیروسکوپ‌های مکانیکی در بلند مدت و پدیده کسوف، امری ضروری است. رویکرد این مقاله برای جبران این کمبود داده، فیلتر دو مرحله‌ای است. بدین صورت که وضعیت در فیلتر مرحله‌ی دوم با استفاده از داده‌ی حسگر و مشتق میدان مغناطیسی ناشی از تخمین فیلتر مرحله‌ی اول با فیلتر کالمن توسعه‌یافته، تعیین می‌گردد. به منظور دسترسی به دقت مناسب برای تعیین وضعیت نانوماهواره با تک حسگر سه محوره، دو الگوریتم&nbsp; تصادفی فیلتر کالمن توسعه‌یافته ضربی و تخمین‌گر جذر مربعی چهارگان بی‌رد با رؤیت‌گر غیرخطی حفظ تقارن پیشنهادی مقایسه شده است. رؤیت‌گر ارائه شده، بر مبنای رؤیت‌گرهای غیرمتغیر تحت عملکرد گروه لی است. برای این منظور در روند طراحی از رویکرد چارچوب متحرک استفاده شده است تا با استفاده از معادلات دینامیک خطای غیرمتغیر بتوان پارامترهای رؤیت‌گر را تنظیم کرد. نتایج شبیه‌سازی در هر دو حوزه زمان و پاسخ فرکانسی، دقت قابل قبول را در هرسه الگوریتم تأیید می‌کند. اما درصورتی که خطای تخمین اولیه‌ی وضعیت بزرگتر شود، خطای میانگین جذر مربعی رؤیت‌گر غیرخطی، بسیار کمتر از دو الگوریتم تصادفی است. همچنین در این روش به دلیل تنظیم پارامترها با معادلات ریکاتی دیفرانسیلی متناوب، از طریق پایداری لیاپانوف همگرائی را نیز تضمین می‌کند.</span> Designing the estimator that can determine the attitude with a single sensor is vital due to the limited weight and volume in the nano-satellite, the problems caused by the limited lifetime of the mechanical gyroscope in the long term and the eclipse phenomenon. To compensate for data deficiency, a two-nested filter has been utilized in this paper. To this end, the attitude in the second filter is estimated using the sensor data and the magnetic field derivative estimation from the first filter by the extended Kalman filter. Two stochastic algorithms named as multiplicative extended Kalman filter and square-root unscented quaternion estimator are compared with the proposed symmetry-preserving nonlinear observer in order to obtain an appropriate accuracy for determining the attitude of the nano-satellite, which has only a three-axis magnetometer. The proposed method is based on invariant observers under the action of the Lie group. The moving frame approach has been used so that the observer&#39;s parameters can be adjusted through the invariant error dynamic equations. Simulation results confirm an acceptable accuracy in all three algorithms for both time and frequency response analyses. However, the root mean square error of the attitude error with a nonlinear observer is much less than the stochastic algorithm in case of a larger initial estimation error. Furthermore, this approach guarantees convergence by the Lyapunov stability proof owing to setting the parameters with periodic differential Riccati equations. تعیین وضعیت نانوماهواره, تک حسگر مغناطیس‌سنج, تخمین‌گرهای چهارگان تصادفی, رؤیت‌گر غیرخطی حفظ تقارن. Nano-satellite attitude determination, only magnetometer data, stochastic quaternion estimators, symmetry preserving nonlinear observe 25 41 http://joc.kntu.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-182-1&slc_lang=fa&sid=1 Sanaz Sabzevari ساناز سبزواری s_sabzevari@mut.ac.ir 10031947532846008198 10031947532846008198 No Malek Ashtar University of Technology گروه کنترل،دانشکده مهندسی برق، مجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران Ahmad Reza Vali احمدرضا ولی vali@mut.ac.ir 10031947532846008199 10031947532846008199 Yes Malek Ashtar University of Technology گروه کنترل،دانشکده مهندسی برق، مجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران Mohammad Reza Arvan محمدرضا عاروان arvan@mut.ac.ir 10031947532846008200 10031947532846008200 No Malek Ashtar University of Technology گروه کنترل،دانشکده مهندسی برق، مجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران Seyyed MohammadMehdi Dehghan سیدمحمدمهدی دهقان smmd@mut.ac.ir 10031947532846008201 10031947532846008201 No Malek Ashtar University of Technology گروه کنترل،دانشکده مهندسی برق، مجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران Mohammad Hossein Ferdowsi محمدحسین فردوسی ferdowsi@mut.ac.ir 10031947532846008202 10031947532846008202 No Malek Ashtar University of Technology گروه کنترل،دانشکده مهندسی برق، مجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران