A strategy for geostationary orbit (or geostationary earth orbit [GEO]) surveillance based on optical angular observations is presented in this study. For the dynamic model, precise analytical orbit model developed by Lee et al. (1997) is used to improve computation performance and the unscented Kalman filer (UKF) is applied as a real-time filtering method. The UKF is known to perform well under highly nonlinear conditions such as surveillance in this study. The strategy that combines the analytical orbit propagation model and the UKF is tested for various conditions like different level of initial error and different level of measurement noise. The dependencies on observation interval and number of ground station are also tested. The test results shows that the GEO orbit determination based on the UKF and the analytical orbit model can be applied to GEO orbit tracking and surveillance effectively.
한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.1
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pp.191-196
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2006
In GPS Positioning, the error of satellite orbit will affect user's position accuracy directly, it is important to determine the satellite orbit precise. The real-time orbit is needed in kinematic GPS positioning, the precise GPS orbit from IGS would be delayed long time, so orbit prediction is key to real-time kinematic positioning. We analyze the GPS predicted ephemeris, on the base of comparison of EKF and UKF, a new orbit prediction method is put forward based on UKF in this paper, the result shows that UKF improves the orbit predicted precision and stability. It offers a new method for others satellites orbit determination as Galileo, and so on.
For pseudo-free and recurrent self-similar groups, we show that continuous orbit equivalence of inverse semigroup partial actions implies continuous orbit equivalence of group actions. Conversely, if group actions are continuous orbit equivalent, and the induced homeomorphism commutes with the shift maps on their groupoids, we obtain continuous orbit equivalence of inverse semigroup partial actions.
This study concerns about the orbit prediction and orbit determination of Korean future communication satellite, called 'Moogunghwa", which will be motioned in the geo-stationary orbit. Perturbation effect on the satellite orbit due to nonspherical gravitation of the earth, gravitation of the sun and moon, radiation of sun, drag of the atmosphere was investigated. Cowell's method is used for orbit prediction. Orbit determination was performed by using Extended Kalman Filter which is suitable for real-time orbit determination. The result shows that the chacteristics of the satellite orbit has east-west and south-north drift. So the periodic control time and control value in the view of the periodic of error can be provided. The orbit determination demonstrated the effectiveness since the convergence performance on the positon and velocity error, and state error standard deviation is reasonable.able.
Operational orbit determination (OOD) depends on the capability of generating accurate prediction of spacecraft ephemeris in a short period. The predicted ephemeris is used in the operations such as instrument pointing and orbit maneuvers. In this study the orbit prediction problem consists of the estimating diverse arc length orbit using GPS navigation data, the predicted orbit for the next 48 hours, and the fitted 30-hour arc length orbits of double differenced GPS measurements for the predicted 48-hour period. For 24-hour orbit arc length, the predicted orbit difference from truth orbit was 205 meters due to the along-track error. The main error sources for the orbit prediction of the Low Earth Orbiter (LEO) satellite are solar pressure and atmosphere density.
This study concerns about the orbit prediction and orbit determination of Korean future communication satellite, called "Moogunghwa", which will be motioned in the geo-stationary orbit. Perturbation effect on the satellite orbit due to nonspherical geopotential term, lunar and solar gravity, drag force of the atmosphere and solar radiation pressure was investigated. Cowell's method is used for orbit prediction. Orbit determination was performed by using EKF which is suitable for real-time orbit determination. The result shows that the characteristics of the satellite orbit has drift. So the periodic control time and control value in the view of the periodic of error can be provided. The orbit determination demonstrated the effectiveness since the convergence performance on the position and velocity error , and state error standard deviation is reasonable.easonable.
GPS based orbit determination system for the KOMPSAT-2 has been developed. Two types of orbit determination software such as operational orbit determination and precise orbit determination are designed and implemented. GPS navigation solutions from on-board the satellite are used for the operational orbit determination and raw measurements data such as C/A code pseudo-range and L1 carrier phase for the precise orbit determination. Operational concept, architectural design, software implementation, and performance test are described.
The SRP (Solar Radiation Pressure) model has always been an issue in the dynamic GPS (Global Positioning System) orbit determination. The widely used CODE (Center for Orbit Determination in Europe) model and its variants have nine parameters to estimate the solar radiation pressure from the Sun and to absorb the remaining forces. However, these parameters show a very high correlation with each other and, therefore, only several of them are estimated at most of the IGS (International GNSS Service) analysis centers. In this study, we attempted to numerically verify the correlation between the parameters. For this purpose, a bi-directional, multi-step numerical integrator was developed. The correlation between the SRP parameters was analyzed in terms of post-fit residuals of the orbit. The integrated orbit was fitted to the IGS final orbit as external observations. On top of the parametric analysis of the SRP parameters, we also verified the capabilities of orbit prediction at later time epochs. As a secondary criterion for orbit quality, the positional discontinuity of the daily arcs was also analyzed. The resulting post-fit RMSE (Root-Mean-Squared Error) shows a level of 4.8 mm on average and there is no significant difference between block types. Since the once-per-revolution parameters in the Y-axis are highly correlated with those in the B-axis, the periodic terms in the D- and Y-axis are constrained to zero in order to resolve the correlations. The 6-hr predicted orbit based on the previous day yields about 3 cm or less compared to the IGS final orbit for a week, and reaches up to 6 cm for 24 hours (except for one day). The mean positional discontinuity at the boundary of two 1-day arcs is on the level of 1.4 cm for all non-eclipsing satellites. The developed orbit integrator shows a high performance in statistics of RMSE and positional discontinuity, as well as the separations of the dynamic parameters. In further research, additional verification of the reference frame for the estimated orbit using SLR is necessary to confirm the consistency of the orbit frames.
The satellite orbit is continuously changing due to space environment. Especially for low earth orbit, atmospheric drag plays an important role in the orbit altitude decay. Recently, solar activities are expected to be high, and relevant events are occurring frequently. In this paper, analysis on the impact of geomagnetic storm on LEO satellite orbit is presented. For this, real flight data of KOMPSAT-2, KOMPSAT-3, and KOMPSAT-5 are analyzed by using the daily decay rate of mean altitude is calculated from the orbit determination. In addition, the relationship between the solar flux and geomagnetic index, which are the metrics for solar activities, is statistically analyzed with respect to the altitude decay. The accuracy of orbit prediction with both the fixed drag coefficient and estimated one is examined with the precise orbit data as a reference. The main results shows that the improved accuracy can be achieved in case of using estimated drag coefficient.
This study concerns about the orbit prediction and orbit determination of Korean future connumication satellite, called "Moogunghwa" , which will be motioned in the geo-stationary orbit. Perturbation effect on the satellite orbit due to nonspherical term, lunar and solar gravity, drag force of the atmospher, and solar radiation pressure was investigated. Cowell's method is used for orbit prediction. Orbit determination was performed by using Extended Kalman Filter which is suitable for real-time orbit determination. The result shows that the chacteristics of the satellite orbit has east-west and south-north drift. So the periodic control time and control value in the view of the periodic of error can be provided. The orbit determination demonstrated the effectiveness since the convergence performance on the positon and velocity error, and state error standard deviation is reasonable.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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