Bagi kajian ini, suatu algoritma telah dibangunkan untuk menganggarkan keadaan untuk belon altitud tinggi untuk menjejakinya. Algoritma ini dipanggil penjejakan kedudukan yang akan menganggarkan kedudukan belon altitud tinggi bersama-sama dengan kelajuan. Dalam situasi sebenar terdapat masalah dalam pengesanan kedudukan yang dihantar oleh sistem kedudukan global kerana maklumat yang sedang dihantar terdapat ralat sama ada ia datang dari alat itu sendiri atau faktor-faktor lain. Untuk mengatasi masalah ini, pelaksanaan penapis Kalman telah dilakukan dalam kajian ini untuk menganggarkan keadaan belon altitud tinggi dan meminimumkan ralat yang dihasilkan oleh sistem kedudukan sejagat.
Pemodelan matematik telah digunakan untuk model pergerakan belon altitud tinggi. Persamaan kinematik telah digubah untuk disesuaikan dengan pergerakan belon. Pergerakan belon mempunyai persamaan seperti gerakan projektil. Oleh itu, model belon telah digubah mengunakan persamaan daripada projektil yang melibatkan graviti, halaju dan anjakan.
Algoritma telah dibangunkan menggunakan perisian MATLAB. Model pergerakan ditambah ke dalam algoritma telah ditukar didalam bentuk matriks peralihan persamaan. Persamaan anggaran keadaan mengandungi kedua-dua model pergerakan belon dan kawalan terhadap model yang berparameter graviti. Persamaan ini akan merangsang fungsi menggelung dan fungsi penapis Kalman.
Kesimpulannya, penapis Kalman meningkatkan keupayaan sistem penjejakan iaitu ianya mengurangkan ralat yang menjejaskan data yang dihantar. Data yang telah dianggarkan akan digunakan untuk memastikan proses pengesanan lebih awal daripada masa yang sebenar. Ini boleh mengurangkan kelewatan yang dihasilkan oleh ralat.
_______________________________________________________________________________________________________
For this research, an algorithm had been develop to estimate the state for the high altitude balloon in order to tracking it. This algorithm called tracking position which it will estimate the position of the high altitude balloon along with the velocity. In real situation tracking problem is that position data that being transmitted by the global positioning system delay because the information that being transmitted got noise whether it comes from the device itself or other factors. In order to overcome this problem, the implementation of the Kalman Filter had been done in this paper to estimate the state of high altitude balloon and minimize the error that being produced by global positioning system.
The mathematical modelling was used to model the motion of the high altitude balloon. The kinematic equation being derived in order to suit the motion of the balloon. The motion of the balloon had been identify which it same as projectile motion. Thus, the model had been setup as the projectile motion which involve the gravity, velocity and displacement.
The algorithm had been develop using the MATLAB software. The model of motion being added to the algorithm which reside in the transition matrix of state equation. The state equation of the estimation contain both model motion of balloon and the control input which is gravity parameter. This equation will be simulate in the looping function and Kalman Filter function.
In conclusion, the Kalman Filter enhance the capabilities of tracking system which it reduce the noise that interfere the transmitting data. The data being estimated in order to keep the tracking process ahead of the real time. This can minimize the delay which being produced by the noise.
State estimation of high altitude balloon using kalman filter / Mohd Nur Fiqri Md Nasir