Mars navigation system utilizes GPS

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

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Mars navigation system utilizes GPS

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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：下一代火星漫游者所设想的任务-样品收集，区域调查，资源开采，栖息地建设等-将需要大大增强火星旅者漫游者拥有的导航能力。这些任务中的许多任务将涉及多个漫游者和其他代理的协作工作，从而增加了对用户之间准确性和通用性的进一步要求。本文介绍了一种新的导航系统，即“自校准伪卫星阵列”（SCPA），该系统可以通过利用部署在基于地面的阵列中的基于GPS的收发器为本地区域内的多个漫游器提供厘米级的无漂移定位。这样的本地信标系统可以代替或增强基于在轨卫星发射机的系统，并且能够完全自主地进行操作和校准。本文介绍了斯坦福大学开发的SCPA原型，以证明这些功能，然后介绍了在NASA艾姆斯研究中心进行的一系列现场试验的结果。这些利用K9火星漫游者研究平台的实验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成功地在不使用先验位置信息的情况下对系统进行了校准，并将伪卫星信标定位在5 cm 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;行星漫游器;收发器;GPS收发器;K9火星探测器;导航系统;自校准伪卫星阵列;

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