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Improved Inertial Navigation With Cold Atom Interferometry

Tennstedt, Benjamin und Weddig, Nicolai Ben und Schön, Steffen (2022) Improved Inertial Navigation With Cold Atom Interferometry. Gyroscopy and Navigation, 12 (4), Seiten 294-307. Pleiades Publishing. doi: 10.1134/S207510872104009X. ISSN 2075-1087.

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2MB

Offizielle URL: https://link.springer.com/article/10.1134/S207510872104009X

Kurzfassung

This article discusses chances and challenges of using cold atom interferometers in inertial navigation. The error characteristics of the novel sensor are presented, as well as one option for an online estimation of the different readout errors. An extended Kalman filter framework is derived and analysed which uses the readout of the atom interferometer as observation in order to correct several systematic errors of a conventional IMU, allowing for an improved strapdown calculation in an arbitrary target system. The performance gain is discussed analytically based on the steady state variances of the filter, as well as on the example of a simulated scenario for Earth orbit satellites. The correction of the conventional IMU errors is further demonstrated in an experiment under laboratory conditions with a higher class sensor emulating an atom interferometer. While the application of the novel technology as a gyroscope is still limited, as pointed out in the paper, the presented framework yields options for a full six degree of freedom operation of the atom interferometer.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/192797/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Improved Inertial Navigation With Cold Atom Interferometry
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Tennstedt, BenjaminInstitut für Erdmessung, Leibniz Universität Hannoverhttps://orcid.org/0000-0003-4362-0667NICHT SPEZIFIZIERT
Weddig, Nicolai BenInstitut für Erdmessung, Leibniz Universität Hannoverhttps://orcid.org/0000-0001-7401-936XNICHT SPEZIFIZIERT
Schön, SteffenInstitut für Erdmessung, Leibniz Universität Hannoverhttps://orcid.org/0000-0002-5042-6742NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:11 März 2022
Erschienen in:Gyroscopy and Navigation
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Band:12
DOI:10.1134/S207510872104009X
Seitenbereich:Seiten 294-307
Verlag:Pleiades Publishing
ISSN:2075-1087
Status:veröffentlicht
Stichwörter:inertial navigation, cold atom interferometry, hybridization, extended Kalman filter
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Kommunikation, Navigation, Quantentechnologien
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R KNQ - Kommunikation, Navigation, Quantentechnologie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Inertial Sensing for Space Applications
Standort: Hannover
Institute & Einrichtungen:Institut für Satellitengeodäsie und Inertialsensorik > Satellitengeodäsie und geodätische Modellierung
Hinterlegt von: Schilling, Manuel
Hinterlegt am:06 Jan 2023 08:33
Letzte Änderung:20 Okt 2023 08:08

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