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@MastersThesis{Bringhenti:2016:TéDeRo,
               author = "Bringhenti, Philipe Massad",
                title = "T{\'e}cnicas de dessatura{\c{c}}{\~a}o de rodas de 
                         rea{\c{c}}{\~a}o e estima{\c{c}}{\~a}o de atitude por filtro 
                         de Kalman aplicados ao CONASAT",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2016",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2016-05-09",
             keywords = "dessatura{\c{c}}{\~a}o, rodas de rea{\c{c}}{\~a}o, filtro de 
                         Kalman, estima{\c{c}}{\~a}o de atitude, controle de atitude, 
                         momentum damping, reaction wheel, Kalman filter, attitude 
                         estimation, attitude control.",
             abstract = "Sat{\'e}lites apontados para a Terra precisam manter uma atitude 
                         fixa mesmo na presen{\c{c}}a de dist{\'u}rbios, sejam esses de 
                         origem interna ou externa. Em muitas aplica{\c{c}}{\~o}es, um 
                         apontamento de alta precis{\~a}o {\'e} alcan{\c{c}}ado 
                         utilizando rodas de rea{\c{c}}{\~a}o, que armazenam a quantidade 
                         de movimento angular do corpo do sat{\'e}lite, mas s{\~a}o 
                         limitadas {\`a} compensa{\c{c}}{\~a}o de torques internos e 
                         torques externos peri{\'o}dicos. Os torques seculares, como, por 
                         exemplo, o arrasto aerodin{\^a}mico e a press{\~a}o de 
                         radia{\c{c}}{\~a}o solar, acabam por saturar as rodas de 
                         rea{\c{c}}{\~a}o (atingindo velocidades m{\'a}ximas positivas 
                         ou negativas), sendo necess{\'a}ria a a{\c{c}}{\~a}o de um 
                         torque externo por expuls{\~a}o de massa ou de origem 
                         magn{\'e}tica para for{\c{c}}ar a velocidade angular de volta 
                         aos limites permitidos e dessaturar as rodas, diminuindo o 
                         ac{\'u}mulo de quantidade de movimento angular. Logo, uma lei de 
                         controle adequada {\'e} necess{\'a}ria para amenizar a 
                         influ{\^e}ncia dos torques de perturba{\c{c}}{\~a}o, permitindo 
                         o funcionamento nominal das rodas. Esse trabalho visa apresentar, 
                         simular e validar diferentes t{\'e}cnicas de 
                         dessatura{\c{c}}{\~a}o de rodas de rea{\c{c}}{\~a}o em 
                         sat{\'e}lites de pequeno porte. O modelo de sat{\'e}lite 
                         escolhido foi o CONASAT, baseado em CubeSats, atualmente em 
                         desenvolvimento no INPE. Al{\'e}m disso, este trabalho 
                         tamb{\'e}m contempla o estudo e implementa{\c{c}}{\~a}o de um 
                         filtro de Kalman para sistemas lineares, para 
                         estima{\c{c}}{\~a}o de bias de girosc{\'o}pios e da atitude 
                         representada em quat{\'e}rnios, melhorando as medidas fornecidas 
                         por um algoritmo de determina{\c{c}}{\~a}o de atitude como o 
                         algoritmo TRIAD. Quando a determina{\c{c}}{\~a}o de atitude 
                         {\'e} feita utilizando medidas do sensor solar, a 
                         estima{\c{c}}{\~a}o do bias nos girosc{\'o}pios permite que o 
                         filtro apresente uma baixa deriva na estima{\c{c}}{\~a}o da 
                         atitude quando o sat{\'e}lite se encontra na sombra da Terra, 
                         diminuindo assim o erro no controle de atitude em toda a 
                         {\'o}rbita. ABSTRACT: Earth-pointed satellites must maintain a 
                         fixed attitude even in the presence of internal and external 
                         disturbances. In many applications, a high precision pointing is 
                         achieved using reaction wheels as actuators, which are used as 
                         momentum storage for the spacecraft, but are limited to the 
                         compensation of internal and periodical external torques only. 
                         Secular torques, such as aerodynamic drag and solar radiation 
                         pressure, tend to saturate the reaction wheels (leading to a 
                         maximum positive or negative speed), and it is necessary to apply 
                         an external torque (magnetic or mass expulsion) to force the 
                         wheels speed back to operational levels, decreasing the total 
                         angular momentum of the spacecraft. Therefore, an adequate control 
                         law is necessary to minimize the influence of disturbance torques, 
                         allowing the nominal operation of the wheels. This work aims to 
                         present, implement and validate methods of reaction wheels 
                         desaturation for small satellites. The satellite model studied on 
                         this work was the CONASAT, based on Cubesats (INSTITUTO NACIONAL 
                         DE PESQUISAS ESPACIAIS, 2011), currently being developed at INPE. 
                         This work also covers the study and implementation of a Kalman 
                         filter for attitude (represented by quaternions) and gyroscope 
                         biases estimation, improving the measures provided by the TRIAD 
                         attitude determination algorithm. When using solar sensors for 
                         attitude determination, the gyros bias estimation allows a low 
                         drift filter in the attitude estimation when the spacecraft is in 
                         the Earths shadow, decreasing the attitude control error during 
                         the entire orbit.",
            committee = "Carrara, Valdemir (presidente) and Kuga, H{\'e}lio Koiti 
                         (orientador) and Silva, William Reis and Leite, Alexandre 
                         Carvalho",
           copyholder = "SID/SCD",
         englishtitle = "Reaction wheels’ desaturation techniques and attitude estimation 
                         using Kalman filter applied to CONASAT",
             language = "pt",
                pages = "99",
                  ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3LFCSL2",
                  url = "http://urlib.net/rep/8JMKD3MGP3W34P/3LFCSL2",
           targetfile = "publicacao.pdf",
        urlaccessdate = "29 nov. 2020"
}


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