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Precise real‐time navigation of LEO satellites using GNSS broadcast ephemerides

Hauschild, André und Montenbruck, Oliver (2021) Precise real‐time navigation of LEO satellites using GNSS broadcast ephemerides. Navigation, Journal of the Institute of Navigation. Wiley. doi: 10.1002/navi.416. ISSN 0028-1522.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Offizielle URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/navi.416

Kurzfassung

The availability of orbit information with high precision and low latency is a key requirement for many Earth‐observation missions, predominantly in the field of radio occultation. Traditionally, precise orbit determination solutions of low‐Earth orbit (LEO) satellites are obtained offline on ground after downloading GNSS measurements and auxiliary spacecraft data to the processing center. The latency of this processing depends on the frequency of LEO downlink contacts and the availability of precise GNSS orbit and clock products required for the orbit determination process. These dependencies can be removed by computing the precise orbit determination solution on board the satellite using GNSS broadcast ephemerides. In this study, both real data and simulated measurements from a representative LEO satellite are processed in a flight‐proven Kalman‐filter algorithm. The paper studies the use of GPS, Galileo and BeiDou‐3 for real‐time orbit determination in different combinations with simulated measurements. Results show that use of dual‐frequency observations and broadcast ephemerides of Galileo and BeiDou‐3 leads to a significant reduction of 3D rms orbit errors compared to GPS‐only processing. An onboard navigation accuracy of about one decimeter can be achieved without external augmentation data, which opens up new prospects for conducting relevant parts of the science data processing in future space missions directly on board a LEO satellite.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/141690/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Precise real‐time navigation of LEO satellites using GNSS broadcast ephemerides
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Hauschild, Andréandre.hauschild (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0172-3492NICHT SPEZIFIZIERT
Montenbruck, OliverOliver.Montenbruck (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4783-745XNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:3 April 2021
Erschienen in:Navigation, Journal of the Institute of Navigation
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1002/navi.416
Verlag:Wiley
ISSN:0028-1522
Status:veröffentlicht
Stichwörter:broadast ephemerides, precise orbit determination, real‐time navigation, signal‐in‐space range error
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Raumflugbetrieb / Missionstechnologie (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Raumflugbetrieb und Astronautentraining > Raumflugtechnologie
Hinterlegt von: Hauschild, André
Hinterlegt am:07 Apr 2021 09:50
Letzte Änderung:04 Dez 2023 12:33

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