Determinación Autónoma de Órbita de Satélite LLO Usando Enlaces DRO-LLO y Rango Láser Lunar
Autores: Chen, Shixu; Li, Shuanglin; Pu, Jinghui; Xu, Yingjie; Wang, Wenbin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Determinación Autónoma de Órbita de Satélite LLO Usando Enlaces DRO-LLO y Rango Láser Lunar
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Autónomo
Determinación de órbita
Seguimiento satelital a satélite
Medición láser lunar
Filtro de Kalman extendido
Precisión de posición
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Se propone un esquema de determinación de órbita autónoma, estable y de alta precisión, para una nave espacial en Órbita Lunar Baja (LLO), aprovechando los datos de medición de seguimiento satelital a satelital (SST) y los datos de rango láser lunar. Un satélite orbita alrededor de la LLO, mientras que el otro satélite orbita alrededor de la Órbita Retrograda Distante (DRO). Se establece un enlace de rango intersatélites entre los dos satélites, mientras que el satélite LLO realiza un rango láser con un Reflector de Cubo Esquina (CCR) en la superficie lunar. Se adquieren datos de rango intersatélites y datos de rango láser lunar a través de mediciones. Al integrar estos datos con la dinámica orbital y emplear el método del Filtro de Kalman Extendido (EKF), se estiman los estados de posición y velocidad de los dos satélites en formación. Este esquema de determinación de órbita opera de manera independiente de las estaciones de medición y control en tierra, logrando un alto grado de autonomía. Los resultados de simulación demuestran que la precisión de posición del satélite LLO puede alcanzar 0.1 m, y la del satélite DRO puede alcanzar 10 m. En comparación con el esquema de determinación de órbita autónoma que depende únicamente de los datos de medición SST, este esquema propuesto presenta varias ventajas, incluyendo un tiempo de convergencia más corto, una mayor precisión de convergencia y una robustez mejorada del sistema de navegación frente a errores iniciales de órbita y errores en el modelo dinámico orbital. Puede proporcionar una valiosa referencia de ingeniería para la navegación autónoma de satélites en órbita lunar.
Descripción
Se propone un esquema de determinación de órbita autónoma, estable y de alta precisión, para una nave espacial en Órbita Lunar Baja (LLO), aprovechando los datos de medición de seguimiento satelital a satelital (SST) y los datos de rango láser lunar. Un satélite orbita alrededor de la LLO, mientras que el otro satélite orbita alrededor de la Órbita Retrograda Distante (DRO). Se establece un enlace de rango intersatélites entre los dos satélites, mientras que el satélite LLO realiza un rango láser con un Reflector de Cubo Esquina (CCR) en la superficie lunar. Se adquieren datos de rango intersatélites y datos de rango láser lunar a través de mediciones. Al integrar estos datos con la dinámica orbital y emplear el método del Filtro de Kalman Extendido (EKF), se estiman los estados de posición y velocidad de los dos satélites en formación. Este esquema de determinación de órbita opera de manera independiente de las estaciones de medición y control en tierra, logrando un alto grado de autonomía. Los resultados de simulación demuestran que la precisión de posición del satélite LLO puede alcanzar 0.1 m, y la del satélite DRO puede alcanzar 10 m. En comparación con el esquema de determinación de órbita autónoma que depende únicamente de los datos de medición SST, este esquema propuesto presenta varias ventajas, incluyendo un tiempo de convergencia más corto, una mayor precisión de convergencia y una robustez mejorada del sistema de navegación frente a errores iniciales de órbita y errores en el modelo dinámico orbital. Puede proporcionar una valiosa referencia de ingeniería para la navegación autónoma de satélites en órbita lunar.