HosseiniArani, Alireza und Schilling, Manuel und Tennstedt, Benjamin und Kupriyanov, Alexey und Beaufils, Quentin und Knabe, Annike und C. Sreekantaiah, Arpetha und Pereira dos Santos, Franck und Schön, Steffen und Müller, Jürgen (2025) Combined Classical and Quantum Accelerometers for Future Satellite Gravity Missions. Earth and Space Science, 12 (4), e2024EA004187. American Geophysical Union (AGU). doi: 10.1029/2024EA004187. ISSN 2333-5084.
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Offizielle URL: https://dx.doi.org/10.1029/2024EA004187
Kurzfassung
Cold atom interferometry based quantum accelerometers (Q-ACCs) are very promising for future satellite gravity missions thanks to their strength in providing long-term stable and precise measurements of non-gravitational accelerations. However, their limitations due to the low measurement rate and the existence of ambiguities in the raw sensor measurements call for hybridization of the Q-ACC with a classical one (e.g., electrostatic) with higher bandwidth. While previous hybridization studies have so far considered simple noise models for the Q-ACC and neglected the impact of satellite rotation on the phase shift of the accelerometer, we perform here a more advanced hybridization simulation by implementing a comprehensive noise model for the satellite-based Q-ACCs and considering the full impact of rotation, gravity gradient, and self-gravity on the instrument. We perform simulation studies for scenarios with different assumptions about quantum and classical sensors and satellite missions. The performance benefits of the hybrid solutions, taking the synergy of both classical and Q-ACCs into account, will be quantified. We found that implementing a hybrid accelerometer onboard a future gravity mission improves the gravity solution by one to two orders in lower and higher degrees. In particular, the produced global gravity field maps show a drastic reduction in the instrumental contribution to the striping effect after introducing measurements from the hybrid accelerometers.
elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/213858/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Titel: | Combined Classical and Quantum Accelerometers for Future Satellite Gravity Missions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Autoren: |
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Datum: | 2025 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Erschienen in: | Earth and Space Science | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Band: | 12 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1029/2024EA004187 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Seitenbereich: | e2024EA004187 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verlag: | American Geophysical Union (AGU) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 2333-5084 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stichwörter: | satellite gravimetry, quantum sensor, accelerometer | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 - Missionsstudie CARIOQA [KNQ], 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: | 29 Apr 2025 09:59 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Letzte Änderung: | 29 Apr 2025 09:59 |
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