Análisis de Covarianza de Errores para la Triangulación Celestial y su Optimalidad: Triangulación Senoidal Óptima Lineal Mejorada
Autores: Muratoglu, Abdurrahim; Söken, Halil Ersin; Soergel, Uwe
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Análisis de Covarianza de Errores para la Triangulación Celestial y su Optimalidad: Triangulación Senoidal Óptima Lineal Mejorada
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Estudio
Metodología mejorada
Optimización de triangulación celestial
Navegación de naves espaciales
Algoritmo Improved-LOST
Selección de pares de medición
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio presenta una metodología mejorada para la optimización de la triangulación celestial en la navegación de naves espaciales, abordando las limitaciones de los enfoques existentes. Si bien los métodos actuales como la Triangulación Senoidal Óptima Lineal (LOST) proporcionan soluciones estadísticamente óptimas para la estimación de posiciones utilizando observaciones de múltiples cuerpos celestes, su rendimiento puede verse comprometido por la selección subóptima de pares de medición. El enfoque propuesto, llamado algoritmo Improved-LOST, introduce un método sistemático para evaluar y seleccionar pares de medición óptimos basado en un análisis del Límite Inferior de Cramér-Rao (CRLB). A través de análisis teóricos y simulaciones numéricas en trayectorias translunares, este estudio demuestra que la configuración geométrica influye significativamente en la precisión de la estimación de posiciones, con varianzas de error que varían en órdenes de magnitud dependiendo de la geometría de observación. El algoritmo mejorado supera a las implementaciones convencionales, particularmente en escenarios con configuraciones geométricas desafiantes. Los resultados de simulación a lo largo de una trayectoria translunar utilizando varias combinaciones de cuerpos celestes muestran que la selección sistemática de pares de medición basada en la minimización del CRLB conduce a una mayor precisión en la estimación en comparación con la selección arbitraria de pares. Los hallazgos proporcionan valiosas ideas para el diseño de sistemas de navegación autónoma y la planificación de misiones, ofreciendo un marco cuantitativo para evaluar y optimizar el rendimiento de la triangulación celestial en misiones de exploración espacial.
Descripción
Este estudio presenta una metodología mejorada para la optimización de la triangulación celestial en la navegación de naves espaciales, abordando las limitaciones de los enfoques existentes. Si bien los métodos actuales como la Triangulación Senoidal Óptima Lineal (LOST) proporcionan soluciones estadísticamente óptimas para la estimación de posiciones utilizando observaciones de múltiples cuerpos celestes, su rendimiento puede verse comprometido por la selección subóptima de pares de medición. El enfoque propuesto, llamado algoritmo Improved-LOST, introduce un método sistemático para evaluar y seleccionar pares de medición óptimos basado en un análisis del Límite Inferior de Cramér-Rao (CRLB). A través de análisis teóricos y simulaciones numéricas en trayectorias translunares, este estudio demuestra que la configuración geométrica influye significativamente en la precisión de la estimación de posiciones, con varianzas de error que varían en órdenes de magnitud dependiendo de la geometría de observación. El algoritmo mejorado supera a las implementaciones convencionales, particularmente en escenarios con configuraciones geométricas desafiantes. Los resultados de simulación a lo largo de una trayectoria translunar utilizando varias combinaciones de cuerpos celestes muestran que la selección sistemática de pares de medición basada en la minimización del CRLB conduce a una mayor precisión en la estimación en comparación con la selección arbitraria de pares. Los hallazgos proporcionan valiosas ideas para el diseño de sistemas de navegación autónoma y la planificación de misiones, ofreciendo un marco cuantitativo para evaluar y optimizar el rendimiento de la triangulación celestial en misiones de exploración espacial.