Operationsplanung für Okkultationsexperimente im Rahmen der MarsExpress-Mission

Inhaltsverzeichnis

• Abkürzungsverzeichnis
• Einleitung
• Aufgabenstellung
• Technik der Radio-Science
  • Allgemeines
  • Kommunikation zwischen Sonde und Bodenstation
  • Das Bodensegment
  • Das Kommunikationssystem des Satelliten
  • Verfahrensweise bei der Radio-Sondierung
  • Positions- und Geschwindigkeitsbestimmung
  • RS-Experimente
    • Gravity-Experimente.
    • Bistatic-Radar-Experimente
    • Okkultations-Experimente
    • Solar-Corona-Experimente.
• Der Radio-Science-Simulator (RSS)
  • Zielsetzung
  • Konzept
  • Module
    • Ephemeriden-Modul
    • Orbit-Modul
    • Okkultations-Modul
    • Die Mars Climate Database (MCD)
    • Das Re-Entry-Modul.
  • Erweiterungsmöglichkeiten.
  • Ephemeridenmodul für Kometen und Asteroiden
  • Dokumentation des bisherigen Stands des Okkultations-Moduls
    • Allgemeines
    • Berechnung der Okkultation
    • Ausgabe des Okkulationsmoduls
  • Erweiterungen am Okkultationsmodul
    • Allgemeine Erweiterungen und Verbesserungen
    • Optimieren des Ephemeriden-Moduls
      • Wählbarkeit der Geschwindigkeitsberechnung
      • Umschreiben in Simulink
      • Berechnen der Lichtlaufzeit
    • Grundlagen
    • Berücksichtigen der Lichtlaufzeit
      • Grundlagen.
      • Realisierung in Matlab
    • Einbinden der Bodenstationen.
      • Theoretische Grundlagen
      • Realisierung in Simulink
    • Feststellen der Sichtbarkeit zur Bodenstation und Ausgabe in eine Datei
      • Grundlagen
      • Realisierung in Simulink
    • Erstellen von Ausgabe-Dateien
      • Aufbereiten der Ausgabe-Dateien
        • Zusammenfassen von Okk_output.mat und Visibi.mat
        • Aufbereiten der Rohdaten.
      • Erstellen von VisEvent-Files .
        • Grundlagen.
        • Realisierung in Matlab
      • Erstellen von Request-Files
        • Grundlagen.
        • Realisierung in Matlab
      • Erstellen von Übersicht-Files
        • Grundlagen.
        • Realisierung in Matlab
      • Erstellen von Statistik-Files
        • Grundlagen.
        • Realisierung in Matlab
      • Durchführen der Auswertung
      • Integration in den RSS mittels eines GUI
        • Grundlagen
        • Realisierung mit GUIDE
    • Analyse der Fehlergenauigkeit
      • Allgemeines
      • Überprüfen der Sichtbarkeits-Zeiträume
      • Überprüfen der Okkultationszeiträume
      • Positionsgenauigkeit des Aufpunkts.
      • Zusammenfassung
    • Zusammenfassung und Ausblick
    • Literaturverzeichnis
    • Anhang
      • Groundstation_Data
      • Struktur des Okkulationsmoduls unter Simulink
      • occ_raw.m.
      • occ_raw_work.m
      • occrequest.m
      • occorb.m
      • visevent.m
      • occ_stat.m
      • auswertung.m

    Zielsetzung und Themenschwerpunkte

    Diese Diplomarbeit befasst sich mit der Operationsplanung für Okkultationsexperimente im Rahmen der MarsExpress-Mission. Ziel ist es, ein Modul für den Radio-Science-Simulator (RSS) zu entwickeln, das die Planung und Durchführung dieser Experimente ermöglicht.

    • Die Technik der Radio-Science
    • Der Aufbau und die Funktionsweise des RSS
    • Die Modellierung von Okkultationsexperimenten
    • Die Berücksichtigung der Lichtlaufzeit
    • Die Integration des Okkultationsmoduls in den RSS

    Zusammenfassung der Kapitel

    • Kapitel 4 behandelt die Technik der Radio-Science und beschreibt die verschiedenen Arten von RS-Experimenten, darunter Okkultationsexperimente.
    • Kapitel 5 stellt den RSS vor und beschreibt seine verschiedenen Module, einschließlich des Okkultations-Moduls.
    • Kapitel 6 dokumentiert den bisherigen Stand des Okkultations-Moduls und erläutert seine Funktionen.
    • Kapitel 7 beschreibt die Erweiterungen und Verbesserungen, die am Okkultations-Modul vorgenommen wurden, einschließlich der Integration von Bodenstationen und der Berücksichtigung der Lichtlaufzeit.
    • Kapitel 8 analysiert die Fehlergenauigkeit des entwickelten Okkultations-Moduls.

    Schlüsselwörter

    Okkultationsexperimente, MarsExpress-Mission, Radio-Science-Simulator (RSS), Okkultations-Modul, Lichtlaufzeit, Bodenstationen, Fehlergenauigkeit, Operationsplanung.

    Häufig gestellte Fragen

    Was ist das Ziel des Radio-Science-Simulators (RSS)?

    Der RSS dient der Planung und Simulation von Radio-Science-Experimenten, wie sie bei der MarsExpress-Mission durchgeführt werden.

    Welche Verbesserungen wurden am Okkultationsmodul vorgenommen?

    Es wurden Bodenstationen integriert, die Lichtlaufzeit berücksichtigt, Request-Dateien nach ESA-Standard erstellt und eine grafische Benutzeroberfläche entwickelt.

    Was ist ein Okkultationsexperiment in der Raumfahrt?

    Dabei werden Radiosignale einer Sonde genutzt, die beim Eintauchen hinter einen Planeten dessen Atmosphäre oder Ringe sondieren.

    Welche Software-Tools wurden für die Erweiterung genutzt?

    Die Erweiterungen wurden hauptsächlich mit Matlab und Simulink realisiert.

    Wie wird die Fehlergenauigkeit des Moduls überprüft?

    Durch die Analyse von Sichtbarkeitszeiträumen, Okkultationszeiträumen und der Positionsgenauigkeit des Aufpunkts im Vergleich zu realen Missionsdaten.