論文の概要: Enhancing Lunar PNT Performance Through Surface Station Enabled Radiometric Observables
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.25720v1
- Date: Mon, 19 Oct 2026 03:20:01 GMT
- ステータス: 情報取得中
- システム内更新日: 2026-10-20 22:21:03.698368
- Title: Enhancing Lunar PNT Performance Through Surface Station Enabled Radiometric Observables
- Title(参考訳): 放射能観測可能な表面ステーションによる月面PNTの性能向上
- Abstract要約: 将来の月面ミッションは、自律的なローバー運用のために信頼性の高い位置決めを必要とする。
月面航法衛星システムは、衛星の可利用性や観測幾何学により、垂直位置の精度が制限される可能性がある。
本研究では,月面局 (SS) がローバー位置を改良する放射線測位ナビゲーションアーキテクチャについて検討した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
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- Abstract: Future lunar surface missions require reliable positioning for autonomous rover operations. Lunar navigation satellite systems may provide limited vertical positioning accuracy due to satellite availability and observation geometry, particularly during early deployment. This study investigates a radiometric navigation architecture in which a lunar surface station (SS) improves rover positioning through double-differenced satellite observations and additional surface-to-surface ranging. Pseudorange and Doppler measurements from lunar navigation satellites are used for relative positioning between the SS and rover, while dual one-way ranging (DOWR) provides an additional range observable. The radiometric solution is integrated with rover dead-reckoning information. Monte Carlo simulations were conducted using five satellites representative of NASA's Lunar Communications Relay and Navigation Systems (LCRNS) constellation and a rover trajectory near Connecting Ridge at the lunar south pole. The results show that the SS improves horizontal and vertical relative positioning, with further gains from DOWR. In the simulated scenario, the mean 99.7% vertical positioning error decreased from 29.9 m without the SS to 5.5 m with double-differenced pseudorange and Doppler processing, and to 4.8 m with DOWR. An uncorrected DOWR hardware bias significantly degraded positioning, whereas the proposed bias-estimation method achieved a final estimation error of 0.058 +/- 0.057 m. The benefit of DOWR also depended on observation geometry. These results demonstrate the potential of a lunar surface station to improve vertical relative positioning through direct radiometric ranging, complementing its communication and navigation support roles.
- Abstract(参考訳): 将来の月面ミッションは、自律的なローバー運用のために信頼性の高い位置決めを必要とする。
月面航法衛星システムは、特に初期の展開において、衛星の可利用性や観測幾何学により、垂直位置の精度が制限される可能性がある。
本研究では, 月面局 (SS) が2次元衛星観測と地表から地表への追加測位によりローバー位置を改良する無線測位ナビゲーションアーキテクチャについて検討した。
月周回衛星からの擬似距離とドップラー測度は、SSとローバーの間の相対的な位置決めに使われ、一方、二重片道測度(DOWR)は追加の観測範囲を提供する。
放射能溶液は、ローバーのデッドレコンディング情報と統合される。
モンテカルロシミュレーションは、NASAのLunar Communications Relay and Navigation Systems(LCRNS)の5つの衛星と月南極のコネクティングリッジ付近のローバー軌道を用いて行われた。
その結果, SSは水平方向と垂直方向の相対位置を改良し, DOWRによりさらに向上した。
シミュレーションシナリオでは、平均99.7%の垂直位置誤差がSSを使わずに29.9mから5.5mに減少し、DOWRでは4.8mに低下した。
補正されていないDOWRハードウェアバイアスは位置決めを著しく劣化させたが、提案したバイアス推定法は0.058 +/- 0.057 mの最終的な推定誤差を達成した。
DOWRの利点は観測幾何学にも依存していた。
これらの結果は、月面局が直接放射線測位により垂直相対位置を改善する可能性を示し、通信と航法支援の役割を補完する。
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