Método de Aumento para la Navegación de Pulsares de Rayos X Utilizando la Diferencia de Tiempo de Llegada y Medición de Rango, Basado en Modulación de Posición de Pulso Codificada por Polarización
Autores: Jiao, Rong; Zhang, Hua
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Método de Aumento para la Navegación de Pulsares de Rayos X Utilizando la Diferencia de Tiempo de Llegada y Medición de Rango, Basado en Modulación de Posición de Pulso Codificada por Polarización
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Navegación por pulsar de rayos X
Nave espacial
Satélite de referencia
Diferencia de posición
Comunicación por rayos X
Observación de distancia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 38
Citaciones: Sin citaciones
Este documento aborda el uso de la diferencia de posición entre el satélite de referencia y la nave espacial objetivo para mejorar la navegación por pulsar de rayos X (XPNAV) para naves espaciales en órbita terrestre. Esto se logra instalando primero un detector de rayos X en el satélite de referencia cuya posición se conoce con precisión. El error de medición de posición del satélite de referencia, conocido como el valor de corrección, se envía a la nave espacial a través del enlace de comunicación de rayos X (XCOM). Se espera que la precisión de la medición del estado de la nave espacial pueda mejorarse compensando los errores comunes de medición. La observación de rango de rayos X entre el satélite de referencia y la nave espacial objetivo, obtenida de XCOM, puede lograr alta precisión en las mediciones de distancia, lo que puede proporcionar información precisa para XPNAV. Se utiliza un novedoso modo de codificación y modulación de polarización de modulación de posición de pulso (PPM) para lograr la transmisión de tiempo de diferencia y la medición de rango simultáneamente. A través de la fusión de información de la observación de tiempo de diferencia y la observación de rango, se mejora aún más la precisión de posicionamiento de la nave espacial. Con el objetivo de estimar los errores de ubicación y velocidad de la nave espacial, se aplica un filtro de diferencia dividida adaptativa (ADDF) para eliminar la no linealidad. Se diseñan varios casos de simulación para verificar el método propuesto. Las simulaciones numéricas muestran que, en comparación con la observación de tiempo tradicional, el método de tiempo de diferencia y rango puede mejorar la precisión de estimación de posición en un 27% y la precisión de estimación de velocidad en un 22%.
Descripción
Este documento aborda el uso de la diferencia de posición entre el satélite de referencia y la nave espacial objetivo para mejorar la navegación por pulsar de rayos X (XPNAV) para naves espaciales en órbita terrestre. Esto se logra instalando primero un detector de rayos X en el satélite de referencia cuya posición se conoce con precisión. El error de medición de posición del satélite de referencia, conocido como el valor de corrección, se envía a la nave espacial a través del enlace de comunicación de rayos X (XCOM). Se espera que la precisión de la medición del estado de la nave espacial pueda mejorarse compensando los errores comunes de medición. La observación de rango de rayos X entre el satélite de referencia y la nave espacial objetivo, obtenida de XCOM, puede lograr alta precisión en las mediciones de distancia, lo que puede proporcionar información precisa para XPNAV. Se utiliza un novedoso modo de codificación y modulación de polarización de modulación de posición de pulso (PPM) para lograr la transmisión de tiempo de diferencia y la medición de rango simultáneamente. A través de la fusión de información de la observación de tiempo de diferencia y la observación de rango, se mejora aún más la precisión de posicionamiento de la nave espacial. Con el objetivo de estimar los errores de ubicación y velocidad de la nave espacial, se aplica un filtro de diferencia dividida adaptativa (ADDF) para eliminar la no linealidad. Se diseñan varios casos de simulación para verificar el método propuesto. Las simulaciones numéricas muestran que, en comparación con la observación de tiempo tradicional, el método de tiempo de diferencia y rango puede mejorar la precisión de estimación de posición en un 27% y la precisión de estimación de velocidad en un 22%.