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Navegación por Satélite LEO Basada en Mediciones Ópticas de una Constelación Cooperativa

Autores: Chen, Pei; Mao, Xuejian; Chen, Siyu

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Navegación por Satélite LEO Basada en Mediciones Ópticas de una Constelación Cooperativa


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Autónomo
Anti-interferencias
Navegación por satélite
Constelación cooperativa
Mediciones ópticas
Alta precisión

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 38

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La navegación satelital autónoma, resistente a interferencias y de alta precisión es de gran importancia para las tecnologías espaciales actuales y futuras. Este documento propone un sistema de navegación de constelación cooperativa para satélites en órbita baja terrestre (LEO) que utiliza únicamente las mediciones ópticas de satélites cooperativos. Basado en fotometría, se construye un modelo de enlace de transmisión óptica del sistema. Con las coordenadas de píxeles de los satélites cooperativos en las imágenes ópticas, se calculan primero los vectores de línea de visión (LoS) de los satélites cooperativos con respecto a la nave espacial LEO, y se propone un método de posicionamiento de un solo punto basado en los productos internos de los vectores LoS. Los resultados del posicionamiento de un solo punto se introducen luego en un filtro de mínimos cuadrados por lotes para estimar una órbita de nave espacial de alta precisión. Se realizan simulaciones para evaluar la precisión potencial de navegación. Con un error de efemérides del satélite cooperativo de 100 m y un nivel de ruido de medición óptica de 5 arcosegundos, se logran precisiones de posición del orden de cientos de metros y ocho metros, respectivamente, en el posicionamiento de un solo punto y en la determinación dinámica de órbita. Además, se investigan las influencias de la altitud orbital de la constelación cooperativa, el error de efemérides del satélite cooperativo, el nivel de ruido de las mediciones ópticas y el modelo gravitacional de la Tierra sobre la precisión de navegación a través de simulaciones comparativas.

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