Observational Arc-Length Effect on Orbit Determination for Korea Pathfinder Lunar Orbiter in the Earth-Moon Transfer Phase Using a Sequential Estimation

김영록; Young-Joo Song

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김영록 Young-Joo Song

저널정보: 한국우주과학회 Journal of Astronomy and Space Sciences Journal of Astronomy and Space Sciences 제36권 제4호

발행연도: 2019.1

수록면: 293 - 306 (14page)

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In this study, the observational arc-length effect on orbit determination (OD) for the Korea Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO) in the Earth-Moon Transfer phase was investigated. For the OD, we employed a sequential estimation approach using the extended Kalman filter and a fixed-point smoother. The mission periods, comprised between the perigee maneuvers (PM) and the lunar orbit insertion (LOI) maneuver in a 3.5 phasing loop trajectory of the KPLO, was the primary target of our arc-length effect analysis. The total period was divided into three phases: launch–PM1, PM1–PM3, and PM3–LOI. The Doppler and range data obtained from three ground tracking stations [included in the deep space network (DSN) and Korea Deep Space Antenna (KDSA)] were utilized for the OD. Six arc-length cases (of 24 hrs, 48 hrs, 60 hrs, 3 days, 4 days, and 5 days) were considered for the arc-length effect investigation. In order to evaluate the accuracy of the OD in relation to the length of observational arcs, we analyzed the position uncertainties, the precision of orbit overlaps, and the position differences between true and estimated trajectories. The maximum performance of our 3-day OD approach was observed in the case of stable flight dynamics operations and robust navigation capability. This study provides a guideline for the OD and flight dynamics operation of the KPLO in the trans-lunar phase.

참고문헌 (20)

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배종희 / 2017 / Burn Delay Analysis of the Lunar Orbit Insertion for Korea Pathfinder Lunar Orbiter / Journal of Astronomy and Space Sciences 34(4):281~287

Choi SJ / 2018 / Trajectory design for the Korea Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO) / Proceedings of AAS/AIAA Astrodynamics Specialist Conference

JPL [Jet Propulsion Laboratory] / 2015 / Deep Space Network services catalog

Ju G / 2013 / New Korean lunar exploration program (KLEP): an introduction to the objectives, approach, architecture, and analytical results / 64th International Astronautical Congress

김영광 / 2017 / A Deep Space Orbit Determination Software: Overview and Event Prediction Capability / Journal of Astronomy and Space Sciences 34(2):139~151

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