GEONS: Продвинутая GPS-навигация на борту для точных операций космических аппаратов

Хотя вычисление позиции в реальном времени стандартной службой GPS достаточно для некоторых бортового приложений, присущие разрывы позиции неприемлемы для высокоточных приборных применений, таких как предсказание периодов обзора и планирование маневров, оба из которых требуют непрерывного прогнозирования состояния космического аппарата. Реальное позиционирование также требует одновременных измерений от четырех спутников GPS, что является ограничивающим фактором миссии.

Программное обеспечение GEONS обрабатывает данные от стандартных GPS-приемников, бортового коммуникационного оборудования и/или датчиков ориентации, создавая точные абсолютные и относительные навигационные решения в реальном времени. Другие функции, включая бортовое управление маневрами и относительную навигацию для поддержания формаций, также поддерживаются GEONS. Вся информация быстро доступна ученым, когда она включена в нисходящий телеметрический поток.

GEONS обеспечивает высококачественные решения с менее чем четырьмя видимыми космическими аппаратами GPS, используя расширенный фильтр Калмана (EKF), дополненный физически репрезентативными моделями для гравитации, атмосферного сопротивления, давления солнечного излучения, смещения часов и дрейфа, для предоставления точной оценки состояния и реалистичной ковариации ошибки состояния. GEONS включает информацию из всех прошлых измерений, тщательно сбалансированную с данными GEONS физических моделей, управляющих этими измерениями, для получения оптимальной оценки орбиты космического аппарата. Высокоточная модель динамики состояния GEONS снижает чувствительность к ошибкам измерений и обеспечивает высокоточные оценки скорости, позволяя точное предсказание состояния во время потерь сигнала или деградированного покрытия.

Автономная навигация снижает общую стоимость миссии, устраняя необходимость в рутинном наземном определении орбиты и специальных службах отслеживания, и требуется для передовых концепций миссий, таких как формационный полет спутников. GEONS был разработан для автономной работы в рамках очень ограниченных ресурсов бортового компьютера. Автономная инициализация и усиленные возможности обнаружения неисправностей реализованы с использованием мгновенных геометрических GPS-решений.

Включая информацию из прошлых измерений, GEONS обеспечивает высокоточные оценки орбиты даже с одним видимым космическим аппаратом GPS и даже во время потерь сигнала или деградированного покрытия. Кроме того, GEONS обрабатывает доплеровские данные измерений от бортовых датчиков ориентации. Эти различные типы измерений все включены в программное обеспечение GEONS, создавая навигационную систему, способную обрабатывать множество орбитальных режимов и подсистем навигации, не требуя дополнительного оборудования. Фузия этих типов данных повышает стабильность и надежность системы и обеспечивает плавную деградацию при отказе компонента на орбите.

NASA активно ищет лицензиатов для коммерциализации этой технологии. Пожалуйста, свяжитесь с консьержем лицензирования NASA по адресу This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. или позвоните 202-358-7432 для начала переговоров о лицензировании. Перейдите по ссылке здесь  для получения дополнительной информации.