uu.seUppsala University Publications
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Space Situational Awareness with the Swedish Allsky Meteor Network
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Physics, Department of Physics and Astronomy, Observational Astronomy.
2019 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

This thesis investigates the use of the Swedish Allsky Meteor Network (SAMN) for observing, identifying, and determining the orbits of satellites. The overall goal of this project is to determine the feasibility of using such a network for Space Situational Awareness (SSA) purposes, which requires identification and monitoring of objects in orbit. This thesis is a collaboration with the Swedish Defense Research Agency (FOI) to support their efforts in SSA.

Within the frame of this project, the author developed software that can take data of observations of an object collected from the all-sky cameras of SAMN and do an Initial Orbit Determination (IOD) of the object. An algorithm that improves the results of the IOD was developed and integrated into the software. The software can also identify the object if it is in a database that the program has access to or, if it could not be identified, make an approximate prediction of when and where the object will be visible again the next time it flies over. A program that analyses the stability of the results of the IOD was also developed. This measures the spread in results of the IOD when a small amount of artificial noise is added to one or more of the observed coordinates in the sky. It was found that using multiple cameras at different locations greatly improves the stability of the solutions.

Gauss' method was used for doing the IODs. The advantages and disadvantages of using this method are discussed, and ultimately other methods, such as the Gooding method or Double R iteration, are recommended for future works. This is mostly because Gauss' method has a singularity when all three lines of sight from observer to object lie in the same plane, which makes the results unreliable.

The software was tested on a number of observations, both synthetic and real, and the results were compared against known data from public databases. It was found that these techniques can, with some changes, be used for doing IOD and satellite identification, but that doing very accurate position determination required for full orbit determination is not feasible.

Abstract [sv]

Detta examensarbete undersöker möjligheterna att använda ett svenskt nätverk av allskykameror kallat SAMN (Swedish Allsky Meteor Network) för att observera, identifiera och banbestämma satelliter. Det övergripande målet med detta projekt är att bestämma hur användbart ett sådant nätverk skulle vara för att skapa en rymdlägesbild, vilken i sin tur kräver bevakning och identifikation av objekt som ligger i omloppsbana. Detta examensarbete är ett samarbete mellan Uppsala Universitet och FOI (Totalförsvarets Forskningsinstitut).

Inom ramen för detta projekt har författaren utvecklat mjukvara som kan ta data från observationer av objekt utförda av SAMN och göra initiala banbestämningar av objekten. En algoritm som förbättrar resultaten av den initiala banbestämningen utvecklades och integrerades i programmen. Programmen kan också identifiera satelliter om de finns med i en databas som programmet har tillgång till eller förutsäga objektets nästa passage över observatören om det inte kunde identifieras. Ett annat program som analyserar känsligheten av resultaten av den initiala banbestämningen utvecklades också. Detta program mäter spridningen i resultat som orsakas av små störningar i de observerade koordinaterna på himlen. Det framkom att stabiliteten av resultaten kan förbättras avsevärt genom att använda flera observatörer på olika orter.

I detta projekt användes Gauss metod för att göra banbestämningarna. Metodens för- och nackdelar diskuteras och i slutänden rekommenderas istället andra metoder, som Goodings metod eller Dubbel R-iteration, för framtida arbeten. Detta beror mest på att Gauss metod innehåller en singularitet när alla siktlinjer från observatören till objektet ligger i samma plan som varandra vilket gör resultaten opålitliga i de fallen.

Programmen testkördes på ett antal olika observationer, både artificiella och verkliga, och resultaten jämfördes med kända positioner. Slutsatsen av arbetet är att de undersökta teknikerna kan, med vissa modifikationer, användas för att göra initiala banbestämningar och satellitidentifikationer, men att göra de väldigt precisa positionsbestämningarna som krävs för fullständig banbestämning är inte genomförbart.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 113
Series
FYSAST ; FYSMAS1095
Keywords [en]
SSA, space situational awareness, IOD, initial orbit determination, orbit determination, satellite identification, all-sky
Keywords [sv]
rymdlägessituation, SSA, omloppsbana, banbestämning
National Category
Astronomy, Astrophysics and Cosmology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-390397OAI: oai:DiVA.org:uu-390397DiVA, id: diva2:1341639
Educational program
Master Programme in Physics
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-08-13 Created: 2019-08-09 Last updated: 2019-08-13Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(11348 kB)5 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 11348 kBChecksum SHA-512
6e5772ff5b978b4931554b3f112d07935a629240f699191e6a0e19bf11882d9a6937c97c35f9a4eeef7c733c5b1b1938da6945db8b6ec5b29b65a75752227cd8
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Observational Astronomy
Astronomy, Astrophysics and Cosmology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 5 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 12 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf