Sistema de navegación a bordo mejorado con GPS (GEONS)

Si bien el posicionamiento en tiempo real calculado por el servicio GPS estándar es adecuado para algunas aplicaciones a bordo, las discontinuidades de posición inherentes no son aceptables para aplicaciones de instrumentos de alta precisión, como la predicción del período de visualización y la planificación de maniobras, los cuales son cálculos que requieren una predicción continua. del estado de la nave espacial. El posicionamiento en tiempo real también requiere mediciones simultáneas de cuatro satélites GPS, un factor limitante de la misión que debe tenerse en cuenta.

El software GEONS procesa datos de receptores GPS estándar, equipos de comunicación a bordo y/o sensores de actitud, produciendo soluciones de navegación absolutas y relativas precisas en tiempo real. GEONS también admite otras funciones, incluido el control de maniobras a bordo y la navegación relativa para mantener formaciones. Toda la información está rápidamente disponible para los científicos cuando se incluye en el flujo de telemetría de enlace descendente.

GEONS proporciona soluciones de alta calidad con menos de cuatro vehículos espaciales GPS visibles mediante el empleo de un filtro Kalman extendido (EKF) aumentado con modelos físicamente representativos de la gravedad, la resistencia atmosférica, la presión de la radiación solar, el sesgo del reloj y la deriva para proporcionar una estimación precisa del estado y una covarianza de error de estado realista. GEONS incorpora la información de todas las mediciones anteriores, cuidadosamente equilibrada con los datos de GEONS de los modelos físicos que rigen estas mediciones, para producir una estimación óptima de la órbita de la nave espacial. El modelo de dinámica de estado de alta fidelidad de GEONS reduce la sensibilidad a los errores de medición y proporciona estimaciones de velocidad de alta precisión, lo que permite una predicción precisa del estado durante cortes de señal o cobertura degradada.

La navegación autónoma reduce el costo total de la misión al eliminar la necesidad de determinación de órbita terrestre de rutina y servicios especiales de seguimiento, y es necesaria para conceptos de misión avanzados, como el vuelo en formación de satélites. GEONS fue diseñado para una operación autónoma dentro de los recursos muy limitados de una computadora a bordo. La inicialización autónoma y las capacidades mejoradas de detección de fallas se implementan mediante soluciones GPS geométricas instantáneas.

Al incorporar información de mediciones anteriores, GEONS proporciona estimaciones de órbita altamente precisas incluso con un vehículo espacial GPS visible e incluso durante cortes de señal o cobertura degradada. Además, GEONS procesa datos de medición Doppler de sensores de actitud a bordo. Estos diferentes tipos de mediciones están todos incorporados en el software GEONS, produciendo un sistema de navegación capaz de manejar múltiples regímenes orbitales y subsistemas de navegación sin necesidad de hardware adicional. La fusión de estos tipos de datos aumenta la estabilidad y la confiabilidad del sistema y permite una degradación ordenada si un componente falla durante la órbita.

NASA está buscando activamente licenciatarios para comercializar esta tecnología. Comuníquese con el Conserje de licencias de la NASA en Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Necesita habilitar JavaScript para verlo. o llámenos al 202-358-7432 para iniciar conversaciones sobre licencias. Siga este enlace aquí para más información.