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Precise GRACE baseline determination using GPS

Kroes, R. und Montenbruck, O. und Bertiger, W. und Visser, P. (2005) Precise GRACE baseline determination using GPS. In: GPS Solutions Springer-Verlag GmbH. Seiten 21-31. ISBN ISSN: 1080-5370 (Paper) 1521-1886 (Online.

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Kurzfassung

Precision relative navigation is an essential aspect of spacecraft formation flying missions, both from an operational and a scientific point of view. When using GPS as a relative distance sensor, dual-frequency receivers are required for high accuracy at large inter-satellite separations . This allows for a correction of the relative ionospheric path delay and enables double difference integer ambiguity resolution. Although kinematic relative positioning techniques demonstrate promising results for hardware-in-the-loop simulations, they were found to lack an adequate robustness in real-world applications. To overcome this limitation, an extended Kalman Filter modeling the relative spacecraft dynamics has been developed. The filter processes single difference GPS pseudorange and carrier phase observations to estimate the relative position and velocity along with empirical accelerations and carrier phase ambiguities. In parallel, double difference carrier phase ambiguities are resolved on both frequencies using the least square ambiguity decorrelation adjustment (LAMBDA) method in order to fully exploit the inherent measurement accuracy. The combination of reduced dynamic filtering with the LAMBDA method results in smooth relative position estimates as well as fast and reliable ambiguity resolution. The proposed method has been validated with data from the gravity recovery and climate experiment (GRACE) mission. For an 11-day data arc, the resulting solution matches the GRACE K-Band Ranging System measurements with an accuracy of 1 mm, whereby 83% of the double difference ambiguities are resolved.

Dokumentart:Beitrag in einem Lehr- oder Fachbuch
Zusätzliche Informationen: LIDO-Berichtsjahr=2005,
Titel:Precise GRACE baseline determination using GPS
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Kroes, R.NICHT SPEZIFIZIERT
Montenbruck, O.NICHT SPEZIFIZIERT
Bertiger, W.NICHT SPEZIFIZIERT
Visser, P.NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2005
Erschienen in:GPS Solutions
Referierte Publikation:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:9
Seitenbereich:Seiten 21-31
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der Herausgeber
Springer-Verlag GmbH, NICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Springer-Verlag GmbH
ISBN:ISSN: 1080-5370 (Paper) 1521-1886 (Online
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Spacecraft formation flying - Relative positioning - GRACE - Integer ambiguity resolution
HGF - Forschungsbereich:keine Zuordnung
HGF - Programm:keine Zuordnung
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:keine Zuordnung
DLR - Forschungsgebiet:keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):anderes
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Raumflugbetrieb und Astronautentraining > Hauptabteilung Raumflugbetrieb und Astronautenausbildung
Hinterlegt von: Sabine Klaas
Hinterlegt am:16 Sep 2005
Letzte Änderung:14 Jan 2010 17:31

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