Автономная навигация для полетов в дальний космос

Автономная навигация началась на ранних этапах исследования дальнего космоса как средство достижения точности наведения и подхода к планете / естественному спутнику, когда точность радиослежения была низкой, а данные эфемерид не совсем соответствовали отметкам точности. AutoNav и OpNav были первоначальными системами, которые использовались, в частности, DS1, New Millenium и Cassini.

В этих автономных методах использовалась камера, которая сканировала первичное тело относительно инерциального фона неподвижных звезд. В основном, чтобы найти положение космического корабля. С тех пор были разработаны различные автономные системы.

Теперь для определения орбиты необходима информация об общем состоянии (вектор скорости и положения в системе отсчета).

Итак, насколько я могу судить, каждый из автономных методов, если он используется для миссии в дальнем космосе, потребует поддержки сетей дальнего космоса для определения скорости. Это так? Существуют ли какие-либо другие средства (методы, геометрические или другие) для определения скорости или любой составляющей скорости автономно на борту?

Вы уверены, что проверили этот вопрос: space.stackexchange.com/questions/942/…
Дифференцируя свое положение, вы получаете вектор скорости.
Измерения доплеровского сдвига от десятков квазаров также могут немного помочь.

Ответы (1)

Положения во времени можно использовать для определения скорости не только очевидным способом, но и более точно, чем при использовании модели гравитационного поля, в котором движется космический корабль, в котором доминирует Солнце для космических аппаратов дальнего космоса.

Можно разработать систему для полностью автономной навигации дальнего космического корабля, используя только камеру для данных и разрабатывая собственные маневры или собственные профили ионной тяги на борту для достижения цели.

Я полагаю, что мы увидим широкое применение этой возможности, когда у нас будут сотни космических аппаратов. Когда у нас есть что-то ближе к десятку, как сейчас, не обременительно использовать (сверхточное) радиометрическое слежение и проектировать маневры на земле. Вот что мы делаем сейчас, что дает больше душевного спокойствия.

«Положения во времени можно использовать для определения скорости не только очевидным способом, но и более точно, чем с помощью…» Если бы я мог узнать об этом больше, потому что я предполагаю, что для определения скорости используются не только дифференциальные измерения положения. определение скорости. Любые документы/ссылки?
Для начала см . Задача Ламберта . В простом случае движения в гравитационном поле одиночного объекта (например, Солнца) по двум положениям и времени между ними можно определить орбиту. В более общем виде см . Определение орбиты . Делая подобные вещи, нужно очень внимательно следить за тем, как неопределенности в наблюдении переходят в неопределенности в решении.
Говоря о проблеме Ламберта, мы видим, что она ограничивает «динамику траектории/орбиты» задачей двух тел. Что, если бы мы использовали динамику трех или четырех тел для расчета траектории?
Затем вы численно согласуете траекторию со всеми гравитационными полями. Вы можете использовать решение Ламберта для доминирующего тела в качестве начального предположения.