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Autonomous Vision-Based Algorithm for Interplanetary Navigation

Andreis, Eleonora und Panicucci, Paolo und Topputo, Francesco (2024) Autonomous Vision-Based Algorithm for Interplanetary Navigation. Journal of Guidance, Control, and Dynamics. American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA). doi: 10.2514/1.G007926. ISSN 1533-3884.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
6MB

Kurzfassung

The surge of deep-space probes makes it unsustainable to navigate them with standard radiometric tracking. Autonomous interplanetary satellites represent a solution to this problem. In this work, a vision-based navigation algorithm is built by combining an orbit determination method with an image processing pipeline suitable for interplanetary transfers of autonomous platforms. To increase the computational efficiency of the algorithm, an extended Kalman filter is selected as state estimator, fed by the positions of the planets extracted from deep-space images. An enhancement of the estimation accuracy is performed by applying an optimal strategy to select the best pair of planets to track. Moreover, a novel analytical measurement model for deep-space navigation is developed providing a first-order approximation of the light-aberration and light-time effects. Algorithm performance is tested on a high-fidelity, Earth–Mars interplanetary transfer, showing the algorithm applicability for deep-space navigation.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/204997/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Zusätzliche Informationen:Primary affiliation: Politecnico di Milano
Titel:Autonomous Vision-Based Algorithm for Interplanetary Navigation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Andreis, EleonoraEleonora.Andreis (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1297-2021162521544
Panicucci, PaoloPaolo.Panicucci (at) polimi.itNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Topputo, Francescofrancesco.topputo (at) polimi.itNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:12 Juni 2024
Erschienen in:Journal of Guidance, Control, and Dynamics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.2514/1.G007926
Verlag:American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA)
ISSN:1533-3884
Status:veröffentlicht
Stichwörter:optical navigation; filtering; orbit determination; CubeSats; image processing; vision-based navigation; interplanetary application
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R - keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - keine Zuordnung
Standort: Bremen
Institute & Einrichtungen:Institut für Raumfahrtsysteme > Navigations- und Regelungssysteme
Hinterlegt von: Andreis, Eleonora
Hinterlegt am:28 Jun 2024 10:12
Letzte Änderung:28 Jun 2024 10:12

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