Master thesis:An Estimator for Satellite Orbits for space radar

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.