論文の概要: Optimal Fiducial Marker Placement for Satellite Proximity Operations Using Observability Gramians

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.01704v1
• Date: Fri, 03 Jan 2025 09:03:48 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-06 15:10:40.822229
• Title: Optimal Fiducial Marker Placement for Satellite Proximity Operations Using Observability Gramians
• Title（参考訳）: 可観測性グラミアンを用いた衛星近位操作のための最適フィデューシャルマーカー配置
• Authors: Nicholas B. Andrews, Kristi A. Morgansen,
• Abstract要約: 衛星対の絶対的および相対的な移動方程式と姿勢方程式は、二重四元数を用いてモデル化される。 相対二重四元数系の可観測性は経験的グラミアン法を用いて解析する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: This paper investigates optimal fiducial marker placement on the surface of a satellite performing relative proximity operations with an observer satellite. The absolute and relative translation and attitude equations of motion for the satellite pair are modeled using dual quaternions. The observability of the relative dual quaternion system is analyzed using empirical observability Gramian methods. The optimal placement of a fiducial marker set, in which each marker gives simultaneous optical range and attitude measurements, is determined for the pair of satellites. A geostationary flyby between the observing body (chaser) and desired (target) satellites is numerically simulated and the optimal fiducial placement sets of five and ten on the surface of the desired satellite are solved. It is shown that the optimal solution maximizes the distance between fiducial markers and selects marker locations that are most sensitive to measuring changes in the state during the nonlinear trajectory, despite being visible for less time than other candidate marker locations. Definitions and properties of quaternions and dual quaternions, and parallels between the two, are presented alongside the relative motion model.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,観測衛星との相対的近接操作を行う衛星表面の最適フィデューシャルマーカー配置について検討する。 衛星対の絶対的および相対的な移動方程式と姿勢方程式は、二重四元数を用いてモデル化される。 相対的双対四元数系の可観測性は経験的可観測性グラミアン法を用いて解析する。 1組の衛星に対して、各マーカーが同時光学距離と姿勢測定を行うフィデューシャルマーカーセットの最適配置を決定する。 観測体(チャザー)と所望(ターゲット)衛星との間の静止フライバイを数値シミュレーションし、所望の衛星表面に5〜10の最適なフィデューシャル配置セットを解く。 最適解法は、他の候補マーカーよりも少ない時間で見えるにもかかわらず、フィデューシャルマーカー間の距離を最大化し、非線形軌道中の状態の変化に最も敏感なマーカー位置を選択する。 4元数と2つの四元数の定義と性質、および2つの間の平行性は相対運動モデルと共に表される。

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