基于随机克隆 UD 过滤器的 GNSS 月球轨道与时钟估计
机器人学
2026-02-20 v3
摘要
本文提出了一种基于陆地 GNSS 的月球导航卫星轨道与时钟估计框架。为实现在月球距离所遇到的低可观测性条件下的高精度估计，我们开发了一种随机克隆 UD 因子化滤波器和延迟状态平滑算法，以处理精确时差载波相位(TDCP)测量，提供增强的数值稳定性。构建了完整的动力学和测量模型，显式地考虑轨道与时钟状态之间的相对论耦合、月球时间尺度转换以及包括离子ospheric、等离子体层和谢比诺效应在内的信号传播延迟。对所提出的方法进行了评估，采用高保真蒙特卡罗仿真，包括现实的多星座 GNSS 几何、广播星历误差、月球卫星动力学以及从经验电子密度模型计算得到的离子phere 和等离子体延迟。仿真结果表明，结合离子phere 自由伪距和 TDCP 测量可实现米级轨道精度和亚毫米每秒的速度精度，满足未来月球增强导航服务(LANS)的严格信号-in-space 误差要求。
引用
@article{arxiv.2601.16393,
title = {GNSS-based Lunar Orbit and Clock Estimation With Stochastic Cloning UD Filter},
author = {Keidai Iiyama and Grace Gao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.16393},
year = {2026}
}
备注
Submitted to the Journal of Guidance, Control, and Dynamics