🌌 卫星“盲飞”也能精准定位？NASA 首次实现无 GPS 太空自主导航！
—— 利用太空“路标”，让卫星自己认路
🔭 里程碑突破｜NASA “八哥鸟任务”（Starling）成功验证： 卫星无需 GPS，仅靠光学相机+已知天体目录，即可自主确定轨道位置！
美国国家航空航天局（NASA）的八哥鸟任务（Starling）已证明，卫星可以通过将轨道上的其他物体作为参考点来实现无全球定位系统（GPS）导航。来源：美国国家航空航天局艾姆斯研究中心
美国国家航空航天局（NASA）展示了一种让卫星在不使用全球定位系统（GPS）的情况下进行导航的新方法，即利用太空中周围的物体作为地标。
美国国家航空航天局（NASA）的八哥（Starling）任务在航天器自主运行方面又达到了一个里程碑，其新系统能够利用太空中的其他物体作为参考点来确定卫星的位置，而无需依赖传统的导航网络。
🛠️ 系统繁忙，请稍后再试
无GPS条件下的空间导航
大多数卫星依靠全球定位系统（GPS）进行导航，但在月球附近和深空，这些信号可能变得不可靠或无法接收。猎鹰（FALCON）是美国国家航空航天局（NASA）与从斯坦福大学分拆出来的初创公司EraDrive联合开展的一项飞行实验。
该系统将EraDrive公司的EraCore飞行软件和嵌入式算法与Starling公司的相机以及星载已知卫星目录相结合。这些工具协同作用，使航天器能够在不依赖全球定位系统（GPS）的情况下自主导航，同时提升其对太空中附近物体的感知能力。
🚀 项目负责人说：
美国国家航空航天局（NASA）位于加利福尼亚州硅谷的艾姆斯研究中心小型航天器与分布式系统项目的项目经理罗杰亨特表示：‘猎鹰’（FALCON）是‘八哥’（Starling）演示任务取得的又一项成功。‘猎鹰’的成果可能会对在轨太空交通监测、避碰和替代导航产生深远影响。‘八哥’任务创造的‘首次’纪录越来越多了。
椋鸟卫星群的拓展任务对不依赖全球定位系统（GPS）的导航进行了测试，利用星载恒星跟踪技术进行自主轨道确定和空间物体编目更新。资料来源：美国国家航空航天局丹尼尔鲁特
🔍 使用其他太空物体作为参考点
FALCON演示验证了两项互补能力，通过创新性地利用星灵号航天器上的星跟踪相机实现。这些标准的航天器仪器通常用于识别太空中的明亮物体，以帮助确定航天器的姿态和位置。
在定位、导航和授时实验期间，猎鹰（FALCON）将椋鸟号（Starling）相机所拍摄到的物体（包括其他航天器和轨道碎片）与美国国防部维护并公开提供的已知空间物体目录进行对比。一旦这些物体得到识别和验证，猎鹰就会将它们用作参考点来计算椋鸟号的轨道。
在不同的测试中，该系统还改进了对八哥（Starling）相机所观测物体轨道的估计。任务团队将一份包含约2万个太空物体及其预测轨道的完整目录加载到了航天器上。
然后，FALCON将这些目录预测结果与Starling相机的观测数据进行了比较。利用这两种信息来源，它比现有的目录数据更精确地估算出了Starling的位置以及其他物体的位置。在三天的时间里，FALCON在无需地面操作员干预的情况下，改进了200多个物体的已知轨道。
✨ 首次实现自主光学导航
FALCON的自主轨道确定能力是首次实现航天器利用光学相机根据相对于太空中其他物体的位置进行导航。在另一项成就中，机载目录更新实验在Starling上生成的物体位置预测精度高于地面站提供的数据。
不依赖GPS的卫星网络对于未来人类探月或探火任务尤为重要，此类任务中往往需要多艘航天器协同工作，以支持地表作业。
精确的航天器定位对于许多科学任务也至关重要，因为研究人员需要正确校准从太空中多个位置收集的测量数据。对于太空交通管理而言，自主导航和星载目录更新可以减少对地面网络的依赖，同时提高避撞能力。
🚀 构建更自主的航天器
猎鹰（FALCON）实验也展示了美国国家航空航天局（NASA）在支持商业航天技术方面的作用。这项工作最初是一个大学小型卫星技术合作项目，后来发展成了EraDrive公司。如今，该公司正在将其EraCore软件及相关硬件推向市场，以实现更广泛的应用。
史达琳（Starling）为这项技术提供了一个现实世界的测试平台，展示了先进的飞行软件如何帮助将卫星转变为自主导航器。
今年晚些时候，于2023年成立的Starling公司将使用EraCore扩展FALCON实验。其由四艘航天器组成的集群将共享跟踪信息，并协同工作以优化它们的位置。
美国国家航空航天局位于加州硅谷的艾姆斯研究中心领导星鸟任务。美国国家航空航天局小航天器与分布式系统项目，设在艾姆斯中心并隶属于研究与技术任务局，资助并管理星鸟任务。
📚 相关知识
美国国家航空航天局（NASA）是美国负责民用太空计划、进行航空科学与空间科学研究的联邦ZF机构。它成立于1958年，开展了众多具有里程碑意义的项目，如阿波罗登月、航天飞机计划等，在天文探测、载人航天等诸多领域成果卓著，推动着人类对宇宙的探索进程。
BY: NASA
FY: AI
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参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自： https://scitechdaily.com/nasa-just-proved-satellites-can-navigate-without-gps/
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