scholarly journals Evaluation of Time Difference of Arrival (TDOA) Networks Performance for Launcher Vehicles and Spacecraft Tracking

Aerospace ◽  
2020 ◽  
Vol 7 (10) ◽  
pp. 151
Author(s):  
Paolo Marzioli ◽  
Fabio Santoni ◽  
Fabrizio Piergentili
Keyword(s):  
Orbit Determination ◽  
Network Performance ◽  
Time Difference ◽  
Time Difference Of Arrival ◽  
Lower Altitude ◽  
Dilution Of Precision ◽  
Near Space ◽  
Spacecraft Tracking ◽  
Earth Orbits ◽  
Near Future

Time Difference of Arrival (TDOA) networks could support spacecraft orbit determination or near-space (launcher and suborbital) vehicle tracking for an increased number of satellite launches and space missions in the near future. The evaluation of the geometry of TDOA networks could involve the dilution of precision (DOP), but this parameter is related to a single position of the target, while the positioning accuracy of the network with targets in the whole celestial vault should be evaluated. The paper presents the derivation of the MDOP (minimum dilution of precision), a parameter that can be used for evaluating the performance of TDOA networks for spacecraft tracking and orbit determination. The MDOP trend with respect to distance, number of stations and target altitude is reported in the paper, as well as examples of applications for network performance evaluation or time precision requirement definitions. The results show how an increase in the baseline enables the inclusion of more impactive improvements on the MDOP and the mean error than an increase in the number of stations. The target altitude is demonstrated as noninfluential for the MDOP trend, making the networks uniformly applicable to lower altitude (launchers and suborbital vehicles) and higher altitude (Low and Medium Earth Orbits satellites) spacecraft.

scholarly journals Dilution of precision for time difference of arrival with station deployment

2021 ◽  
Author(s):  
Fengyun Zhang ◽  
Hao Li ◽  
Yulong Ding ◽  
Shuang‐Hua Yang ◽  
Li Yang
Keyword(s):  
Time Difference ◽  
Time Difference Of Arrival ◽  
Dilution Of Precision

МЕТОД ВИМІРЮВАННЯ ВІДСТАНІ МІЖ ОБ’ЄКТАМИ СЕНСОРНИХ МЕРЕЖ ЗАСОБАМИ МІКРОПРОЦЕСОРНОГО ФАЗОМЕТРА

2018 ◽  
pp. 136-141
Author(s):  
Andrey Dudnik
Keyword(s):  
Time Difference ◽  
Time Difference Of Arrival

Актуальність теми дослідження. Нині безпровідні сенсорні мережі є важливим інструментом для дослідження фізичного світу. Їхня важливість пов’язана з новими можливостями використання, завдяки таким характеристикам, як відсутність необхідності в кабельній інфраструктурі, мініатюрних вузлах, низькому енергоспоживанні, вбудованому радіоінтерфейсі, досить високій потужності передачі, відносно низькій вартості. Тому існує проблема створення нових засобів, що покращили б ефективність їх використання, що б дало змогу розширити сфери застосування. Постановка проблеми. У процесі розроблення таких систем розробникам доводиться вирішувати суперечність між зниження точності вимірювання відстані, зі зростанням дальності розташування об’єктів, обмеженою потужністю передавачів і дорогою вартістю спеціальних вузлів, що отримують точні координати із супутника. Наявність цих обмежень підвищує імовірність похибок при локалізації об’єктів у безпровідних сенсорних мережах. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Були розглянуті останні публікації у відкритому доступі, включаючи існуючі алгоритми вимірювання відстані та задачі енергоефективності передавачів. Виділення недосліджених раніше частин загальної проблеми. Підвищення точності вимірювання відстані заобів, що використовують існуючі алгоритми вимірювання відстані. Постановка завдання. Удосконалення методу вимірювання відстані пристроями безпровідних сенсорних мереж, шляхом застосування мікропроцесорних фазометрів. Виклад основного матеріалу. Локалізація об’єктів відбувається за допомогою методу TDOA (Time Difference of Arrival). Дані, що були одержані після використання цього методу, надсилаються до мікропроцесорного фазометра, який визначає період між фазами радіо- та ультразвукового сигналу, що є пропорційною величиною до відстані між об’єктами. Висновки відповідно до статті. Запропонований метод дозволяє покращити точність процесу локалізації об’єктів у безпровідних сенсорних мережах.

scholarly journals A Second-Order Time-Difference Position Constrained Reduced-Dynamic Technique for the Precise Orbit Determination of LEOs Using GPS

2021 ◽  
Vol 13 (15) ◽  
pp. 3033
Author(s):  
Hui Wei ◽  
Jiancheng Li ◽  
Xinyu Xu ◽  
Shoujian Zhang ◽  
Kaifa Kuang
Keyword(s):  
Orbit Determination ◽  
Dynamic Models ◽  
Precise Orbit Determination ◽  
Second Order ◽  
Time Difference ◽  
Error Sources ◽  
Precise Orbit ◽  
Unmodeled Dynamic ◽  
Reduced Dynamic

In this paper, we propose a new reduced-dynamic (RD) method by introducing the second-order time-difference position (STP) as additional pseudo-observations (named the RD_STP method) for the precise orbit determination (POD) of low Earth orbiters (LEOs) from GPS observations. Theoretical and numerical analyses show that the accuracies of integrating the STPs of LEOs at 30 s intervals are better than 0.01 m when the forces (<10−5 ms−2) acting on the LEOs are ignored. Therefore, only using the Earth’s gravity model is good enough for the proposed RD_STP method. All unmodeled dynamic models (e.g., luni-solar gravitation, tide forces) are treated as the error sources of the STP pseudo-observation. In addition, there are no pseudo-stochastic orbit parameters to be estimated in the RD_STP method. Finally, we use the RD_STP method to process 15 days of GPS data from the GOCE mission. The results show that the accuracy of the RD_STP solution is more accurate and smoother than the kinematic solution in nearly polar and equatorial regions, and consistent with the RD solution. The 3D RMS of the differences between the RD_STP and RD solutions is 1.93 cm for 1 s sampling. This indicates that the proposed method has a performance comparable to the RD method, and could be an alternative for the POD of LEOs.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document