Clock Error Control Algorithm for X-ray Pulsar-based Navigation Using a Single Detektor

• Autorzy: Wang Y. , Zheng W.

Warianty tytułu

PL

Algorytm kontroli błędu zegara dla nawigacji opartej o pulsar promieniowania X, wykorzystujący jeden detektor

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The clock error control algorithm for X-ray pulsar-based navigation using a single detector is proposed. In this algorithm, the clock error on-board is also considered as a component of the explorer’s state, and then it can be estimated during the navigation process. Moreover, an improved measurement model that uses both current and prior measurements is established. The comparison between two available measurement schemes is performed by the theory of nonlinear observability analysis. The result clearly shows that the explorer should sequentially measure different X-ray pulsars over the whole period of navigation for obtaining a desired performance. However, as compared to the multi-pulsar algorithm, the proposed algorithm suffers from loss of accuracy albeit to a magnitude tolerable for deep space navigation. The algorithm provides a prospective way for the realization of X-ray pulsar-based navigation.

PL

Zaprojektowano algorytm kontroli błędu zegara stosowanego w nawigacji w przestrzeni kosmicznej przy pomocy pulsara X (promieniowania rentgenowskiego) i pojedynczego detektora. W algorytmie błąd zegara pokładowego rozpatrzono jako składnik równań stanu statku kosmicznego, następnie przeprowadzono jego ocenę w procesie nawigacji. Ponadto przyjęto ulepszony model pomiarowy, wykorzystujący zarówno bieżące jak i poprzednie pomiary. Porównano dwa dostępne schematy pomiarowe, wykorzystując nieliniowe analizy obserwowalności. W pierwszym ze schematów, aby otrzymać satysfakcjonujące parametry nawigacji, statek może sekwencyjnie mierzyć różne pulsary X w całym okresie nawigacji. W porównaniu do algorytmu wielo-pulsarowego, proponowany w niniejszym opracowaniu algorytm daje mniejszą dokładność, chociaż wystarczającą do nawigacji w przestrzeni kosmicznej.

Słowa kluczowe

EN

X-ray; pulsar-based navigation; single detector; clock error control

PL

nawigacja; pulsar x; detektor; błąd zegara

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 89, nr 1b
• Strony: 78--81
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wang Y.

• College of Aerospace and Material Engineering, National University of Defence Technology, Changsha 410073, China

autor

Zheng W.

• College of Aerospace and Material Engineering, National University of Defence Technology, Changsha 410073, China

Bibliografia

• [1] H.B.Wiliam. Deep Impact Mission Design. Space Science Reviews, 2 (2005) 23-42.
• [2] K.H. Glassmeier, H.Boehnhardt, D.Koschny. Flying towards the origin of the solar system. Space Science Reviews, 2 (2007) 1- 21.
• [3] Jo Ryeong Yim, John L. Crassidis and John L. Junkins. Autonomous Spacecraft Orbit Navigation of Interplanetary Spacecraft. Proceeding of AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference, USA: Denver, (2000) 53-61.
• [4] Suneel Ismail Sheikh. The Use of Variable Celestial X-Ray Sources for Spacecraft Navigation. Doctoral Dissertation, University of Maryland, (2005).
• [5] A. Robert Golshan, Suneel I. Sheikh, On Pulse Phase Estimation and Tracking of Variable Celestial X-Ray Sources. ION 63rd Annual Meeting, England: Cambridge, (2007) 413- 422.
• [6] Zheng Guanglou. Liu jianye, Qiao Li et al. Observability Analysis of Satellite Autonomous Navigation System Using Single Pulsar. Journal of Applied Sciences-Electronics and Information Engineering (in Chinese), 5 (2008) 506-510.
• [7] Mao yue, Chen jianpeng, Song xiaoyong. Single X-ray Pulsar Dynamic Orbit Determination. Journal of Geomantics Science and Technology, 4 (2010) 251-254.
• [8] Battin,R.H. An Introduction to the Mathematics and Methods of Astrodynamics. New York Willey (1999).
• [9] Dennis W. Woodfork. The use of X-Ray pulsars for aiding GPS satellite orbit determination. Master Dissertation, Air Force Institute of Technology, 2005.
• [10] Herman R, and Krener A. K. Nonlinear Controllability and Observability, IEEE transactions on autonomous control, 5 (1977) 728-740.