Master thesis: An Estimator for Satellite Orbits for space radar system

Vacancies 02 December 2019

Closing date

12-Jan-2020

Location

Göteborg

Contact

Åsa Mårtensson [C] +46 (10) 2165107
Ulrika Svahn +46 (31) 7949809
Apply for job!

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.

Apply for job!