In this thesis, the method of increasing attitude determination accuracy was studied. Angular velocity from the camera was used for configuration of EKF. Since EKF is the error state Kalman filter, the sensitivity matrix was calculated by taking partial derivatives of the error state to the nominal observation matrix. The sensor model and space environment were investigated in detail. Finally, the verification showed that the attitude determination and control accuracy with the low cost and performance sensors were well satisfied within the requirements of the Earth observation missions.
본 학위논문에서는 자세 결정 정확도 향상을 위한 방법에 관하여 연구하였다. 카메라로부터 얻어지는 각속도는 확장 칼만 필터(EKF) 구성을 위하여 사용되었다. 확장 칼만 필터는 오차를 상태 변수로 하는 칼만 필터이기 때문에 민감도 행렬은 오차 상태 변수에 관하여 정적 관측 행렬을 편미분하여 구할 수 있다. 센서 모델링 및 우주 환경 모델링을 조사하여 시뮬레이션에 반영하였다. 마지막으로, 시뮬레이션 결과 저비용, 저성능 센서를 이용했을 때 자세 결정 및 정확도 수준이 지구 관측 미션의 요구조건 이내에 만족하는 것을 알 수 있었다. 추후 연구에서는 카메라 모델링을 상세히 수행하고 직접 별을 추적하는 알고리즘을 이용하여 각속도를 얻어내어, 본 시뮬레이션에 추가할 예정이다. 최종적으로는 직접 테스트베드를 구축하여 본 알고리즘을 검증할 예정이다.
