Master thesis:An Estimator for Satellite Orbits for space radar (REQ_03010) Gothenburg, Sweden
Exjobbstitel: ” An Estimator for Satellite Orbits for space radar system “
Bakgrund:
Inför att designa en markbaserad radar för detektering och följning av satelliter så behöver man konstruera en estimator som kan skatta satellitbanor.
- Vi gör ett antagande av satellitens hastighet och en utstyrning i en viss vinkel
- I ett fall då satelliten passerar rakt över radarn (se figur 1), så förändras avstånd, riktning och dopplerskift snabbt som funktion av tid
- För en radar som mäter mot satelliten, så kommer snabba hastighet och acceleration att skapa en modulation på den mottagna signalen
- Anta att den mottagna signalen består av två delar, signal och brus. Då har vi följande signalmodell för den mottagna signalen
Beskrivning av examensarbetet:
- Examensarbete går ut på att försöka skatta satellitens bana.
- Man behöver hitta en uppsättning parametrar som:
- (1) Är konstanta över tid
- (2) Går att skatta med rimlig beräkningstid
- Ett vanlig val av parameteruppsättning är avstånd, vinkel och doppler, men det duger inte i denna applikation, ty dessa förändrar sig under tiden man skattar.
- Ett bättre val i detta fall är banparametrarna
- Man tecknar då sannolikhetsfördelningen för
- Ett vanligt sätt att skatta parametervektorn är genom Maximum likelihood Estimering, (MLE):
- Ett bättre sätt i detta fall vore Maximum A posteriori Estimering (MAP):
- Genom att använda a priori information i sin skattning, så kan man succesivt skatta parametrarna till en allt högre noggrannhet
Den andra delen i examensarbetet är:
- Ett alternativ är att låta två system samtidigt mäta mot målet
- Varje nod sänder en signal och tar emot sin egen och den andres signal
- Låt beteckna den mottagna signalen på 1a noden och beteckna den mottagna signalen på 2a noden.
- Teckna .
- Denna kombinerade vektor kan nu användas för att skatta banan med en högre noggrannhet.
Arbetsgång för exemensarbetet:
- Man behöver hitta en approximativ estimator, som kan beräknas inom rimlig tid.
- Man beräknar även Cramer Rao Bound (CRB), vilken kommer att bero på ett par designparametrar hos radarn, vilka analyseras i nästa steg. Precisionen hos estimatorn skall vara på (eller nära) CRB.
- I nästa steg analyseras hur (1) vågform och (2) antenngeometri påverkar estimatorn.
- Därefter finns underlag för att designa antenns geometriska utformning och modulationen av radarsignalen.
Ovanstående utredning görs för både mono och bistatisk konfiguration
Din bakgrund
-
Arbetet är lämpligt för 1-2 studenter, med intresse för matematik, sannolikhetsteori och signalbehandling.
-
Du/Ni är i slutet av er civilingenjörsutbildning inom relevant mastersprogram från matematik, fysik eller elektroteknik och skall börja ert 30 hp examensarbete
Denna tjänst kräver att du godkänns I en säkerhetsprövning i enlighet med säkerhetsskyddslagen.