Mars navigation system utilizes GPS

LeMaster E.A.; Matsuoka M.; Rock S.M.

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Tasks envisioned for future generation Mars rovers - sample collection, area survey, resource mining, habitat construction, etc. - will require greatly enhanced navigational capabilities over those possessed by the Mars Sojourner rover. Many of these tasks will involve cooperative efforts by multiple rovers and other agents, adding further requirements both for accuracy and commonality between users. This paper presents a new navigation system a "Self-Calibrating Pseudolite Array" (SCPA) that can provide centimeter-level, drift-free localization to multiple rovers within a local area by utilizing GPS-based transceivers deployed in a ground-based array. Such a system of localized beacons can replace or augment a system based on orbiting satellite transmitters, and is capable of fully autonomous operations and calibration. This paper describes the prototype SCPA developed at Stanford to demonstrate these capabilities and then presents results from a set of field trials performed at NASA Ames Research Center. These experiments, which utilize the K9 Mars rover research platform, validate both the navigation and self-calibration capabilities of the system. By carrying an on-board GPS transceiver, K9 was successfully able to calibrate the system using no a priori position information and localized the pseudolite beacons to under 5 cm RMS.

机译：为未来一代火星群体设想的任务 - 样品收集，区域调查，资源挖掘，栖息地建设等 - 将需要大大提高火星Sojourner Rover的导航能力。这些任务中的许多任务将涉及多个Rover和其他代理的合作努力，为用户之间的准确性和共性添加了进一步的要求。本文介绍了一个新的导航系统，通过利用在基于地基阵列中部署的GPS基收发器，可以提供厘米级，无偏移定位的“自校准伪阵列”（SCPA）。这种局部信标的系统可以替换或增加基于轨道卫星发射器的系统，并且能够完全自主操作和校准。本文介绍了在斯坦福州开发的原型SCPA，以展示这些能力，然后在美国宇航局AMES研究中心进行的一套现场试验提出了结果。这些实验利用K9 MARS Rover研究平台，验证了系统的导航和自校准功能。通过携带车载GPS收发器，K9成功地使用不先验位置信息校准系统，并将伪标信标局限在5cm的RMS以下。

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来源
《IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine》 |2003年第4期|p.3-8|共6页
作者
LeMaster E.A.; Matsuoka M.; Rock S.M.;
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作者单位

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收录信息
原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类航空;
关键词
Global Positioning System; Mars; calibration; planetary rovers; transceivers; GPS transceiver; K9 Mars rover; navigation system; self-calibrating pseudolite array;

机译：全球定位系统;火星;校准;行星群;收发器;GPS收发器;K9 MARS ROVER;导航系统;自校准伪阵列;

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