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Processing of laser altimeter time-of-flight measurements to geodetic coordinates

Xiao, Haifeng und Stark, Alexander und Steinbrügge, Gregor und Hussmann, Hauke und Oberst, Jürgen (2021) Processing of laser altimeter time-of-flight measurements to geodetic coordinates. Journal of Geodesy, 95, Seite 22. Springer. doi: 10.1007/s00190-020-01467-4. ISSN 0949-7714.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
3MB

Offizielle URL: https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00190-020-01467-4

Kurzfassung

Laser altimeters are commonly used in planetary research for their high geodetic accuracy. A key procedure in processing of laser altimeter data is the geolocation. In this process, the time-of-flight measurements are converted to coordinates of laser pulse footprints on the surface of the target body. Here, we present a consistent and systematic formulation of three commonly used geolocation models with increasing complexity: static model, spacecraft motion model, pointing aberration model and special relativity model. We show that for small velocities of the spacecraft relative to the target the special relativity model can be reduced to the pointing aberration model without significant loss in the geolocation accuracy. We then discuss the respective accuracies of the proposed models and apply them to time-of-flight measurements from the Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA) onboard the Mars Global Surveyor (MGS) spacecraft and the Mercury Laser Altimeter (MLA) onboard the MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging spacecraft (MESSENGER). While, the archived datasets had not considered the effect of pointing aberration, we demonstrate that a correction due to pointing aberration makes insignificant improvements of 4–5 m laterally and up to ± 3 cm radially for MOLA profiles, these figures enormously increase to up to about 150 m laterally and ± 25 m radially when applied to the MLA orbital profiles.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/142462/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Processing of laser altimeter time-of-flight measurements to geodetic coordinates
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Xiao, HaifengInstitute of Geodesy and Geoinformation Science, TechnischeUniversität Berlin, Berlin, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stark, Alexanderalexander.stark (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9110-1138NICHT SPEZIFIZIERT
Steinbrügge, GregorStanford University, USAhttps://orcid.org/0000-0002-1050-7759NICHT SPEZIFIZIERT
Hussmann, HaukeHauke.Hussmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3816-0232NICHT SPEZIFIZIERT
Oberst, Jürgenjuergen.oberst (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2 Februar 2021
Erschienen in:Journal of Geodesy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:95
DOI:10.1007/s00190-020-01467-4
Seitenbereich:Seite 22
Verlag:Springer
ISSN:0949-7714
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Laser Altimeter, Special Relativity, MOLA, MLA
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt BepiColombo - MERTIS und BELA, R - Projekt JUICE - JANUS und GALA
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Planetengeodäsie
Hinterlegt von: Stark, Dr. Alexander
Hinterlegt am:01 Jun 2021 08:09
Letzte Änderung:04 Dez 2023 12:36

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