Système de navigation embarqué amélioré par GPS (GEONS)

Alors que le positionnement en temps réel calculé par le service GPS standard est adéquat pour certaines applications embarquées, les discontinuités de position inhérentes ne sont pas acceptables pour les applications d'instruments de haute précision, telles que la prédiction de la période de visualisation et la planification des manœuvres, qui sont toutes deux des calculs qui nécessitent une prédiction continue. de l'état de l'engin spatial. Le positionnement en temps réel nécessite également des mesures simultanées à partir de quatre satellites GPS, un facteur limitant la mission qui doit être pris en compte.

Le logiciel GEONS traite les données des récepteurs GPS standard, des équipements de communication embarqués et/ou des capteurs d'attitude, produisant des solutions de navigation absolues et relatives précises en temps réel. D'autres fonctions, dont le contrôle des manœuvres à bord et la navigation relative pour le maintien des formations, sont également prises en charge par GEONS. Toutes les informations sont rapidement disponibles pour les scientifiques lorsqu'elles sont incluses dans le flux de télémétrie en liaison descendante.

GEONS fournit des solutions de haute qualité avec moins de quatre véhicules spatiaux GPS visibles en utilisant un filtre de Kalman étendu (EKF) complété par des modèles physiquement représentatifs de la gravité, de la traînée atmosphérique, de la pression de rayonnement solaire, du biais d'horloge et de la dérive pour fournir une estimation précise de l'état et un covariance d'erreur d'état réaliste. GEONS intègre les informations de toutes les mesures passées, soigneusement équilibrées avec les données GEONS des modèles physiques régissant ces mesures, pour produire une estimation optimale de l'orbite de l'engin spatial. Le modèle de dynamique d'état haute fidélité GEONS réduit la sensibilité aux erreurs de mesure et fournit des estimations de vitesse de haute précision, permettant une prédiction d'état précise pendant les pannes de signal ou la couverture dégradée.

La navigation autonome réduit le coût total de la mission en éliminant le besoin de détermination d'orbite de routine au sol et de services de suivi spéciaux et est nécessaire pour les concepts de mission avancés tels que le vol en formation de satellites. GEONS a été conçu pour un fonctionnement autonome avec les ressources très limitées d'un ordinateur de bord. L'initialisation autonome et les capacités améliorées de détection des pannes sont mises en œuvre à l'aide de solutions GPS géométriques instantanées.

En incorporant des informations provenant de mesures passées, GEONS fournit des estimations d'orbite très précises, même avec un véhicule spatial GPS visible et même pendant les pannes de signal ou la couverture dégradée. De plus, GEONS traite les données de mesure Doppler des capteurs d'attitude embarqués. Ces différents types de mesures sont tous intégrés au logiciel GEONS, produisant un système de navigation capable de gérer plusieurs régimes orbitaux et sous-systèmes de navigation sans nécessiter de matériel supplémentaire. La fusion de ces types de données augmente la stabilité et la fiabilité du système et permet une dégradation progressive si un composant tombe en panne pendant l'orbite.

La NASA recherche activement des licenciés pour commercialiser cette technologie. Veuillez contacter le Concierge des licences de la NASA à Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer Javascript pour le voir. ou appelez-nous au 202-358-7432 pour entamer des discussions sur les licences. Suivez ce lien ici pour plus d'informations.