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Atmospheric Data System Sensor Placement Optimization for Mars Entry, Descent, and Landing

机译：用于火星进入，下降和着陆的大气数据系统传感器放置优化

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The Mars Science Laboratory contains an atmospheric data system that takes measurements of the pressure distribution on the entry body during the hypersonic and supersonic descent phases of flight. The pressure data can be combined with other onboard sensors, such as accelerometers, gyroscopes, and radar altimeters, to estimate the flight's trajectory, aerodynamics, and atmospheric profile. The number of sensors and their locations for the atmospheric data system can be optimized to increase the accuracy of the postflight reconstruction. Pressure-port placement optimization methodologies using the estimation residual and a surrogate of the observability matrix are presented, and the results of the optimization for Mars entry, descent, and landing vehicles are shown. The results of the optimization exhibited some sensor configurations that can improve upon the reconstruction performance of the Mars Science Laboratory baseline and also pointed to the number of sensors that define the point of diminishing returns with respect to estimation quality. These techniques can be subsequently applied in the design of instrumentation suites of future entry, descent, and landing vehicles.
机译：火星科学实验室包含一个大气数据系统，该系统在飞行的超音速和超音速下降阶段对进入主体上的压力分布进行测量。压力数据可以与其他机载传感器（例如加速度计，陀螺仪和雷达高度计）组合在一起，以估算飞行的轨迹，空气动力学和大气廓线。可以优化大气数据系统的传感器数量及其位置，以提高飞行后重建的准确性。提出了使用估计残差和可观察性矩阵的替代物进行压力端口布置优化的方法，并显示了火星进入，下降和着陆飞行器的优化结果。优化结果显示了一些传感器配置，这些传感器配置可以改善火星科学实验室基线的重建性能，并且还指出了定义估计收益相对于估算质量而言递减点的传感器数量。这些技术可以随后应用于将来的进入，下降和着陆车辆的仪表套件的设计中。

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  • 来源
    《Journal of Spacecraft and Rockets》 |2014年第1期|163-174|共12页
  • 作者

    Soumyo Dutta; Robert D. Braun; Christopher D. Karlgaard;

  • 作者单位

    Georgia Institute of Technology, Atlanta, Georgia 30332-1510;

    Georgia Institute of Technology, Atlanta, Georgia 30332-1510;

    Analytical Mechanics Associates, Inc., Hampton, Virginia 23666-1568;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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