Untersuchung verschiedener numerischer Filterverfahren zur Verbesserung des Signal- zum Rauschverhaltnis bei Schwerefeldmessungen der Raumsonde 'Mars-Express'

Studienarbeit aus dem Jahr 2008 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Luft- und Raumfahrttechnik, Note: 1,3, Universitt der Bundeswehr Mnchen, Neubiberg (Raumfahrttechnik), Sprache: Deutsch, Anmerkungen: Wurde im Dezember 2008 mit dem Studienpreis der Universitt der Bundeswehr Mnchen, gestiftet von der Firma IABG mbH, prmiert. , Abstract: Im Jahr 2003 startete die Raumsonde "Mars Express", um den Mars nher zu erforschen und seine Oberflche zu katalogisieren. Beim Vorbeiflug werden von der Raumsonde Frequenzen, die durch den Einfluss des Planeten und des Mondes Phobos auf die Raumsonde entstehen, erfasst und an die Bodenstationen gesendet. Durch unterschiedliche Einflsse finden nderungen der Signale statt und ein Rauschen entsteht. Dadurch wird das gemessene Signal verflscht und kann daher nicht ohne entsprechende Bearbeitung genutzt werden. Dies findet mit Hilfe numerischer Filter statt.

Es gibt unterschiedliche Verfahren, um numerische Filter zu entwickeln. Im Verlauf dieser Arbeit werden verschiedene Filterverfahren vorgestellt und zur Berechnung genutzt. Dabei wird getestet, welcher Filter am geeignetsten fr die Berechnung der Schwerefelddaten von Phobos anhand eines Vorbeiflugs ist.

Durch frhere Missionen wurden schon Berechnungen zum Schwerefeld von Phobos durchgefhrt. Diese Ergebnisse sind allerdings mit hohen Fehlern behaftet. Eine Dokumentation zur Berechnung dieser Daten und die Bestimmung der Fehler ist nicht ausreichend. Mit Hilfe von geeigneten Filtern knnen diese Fehler reduziert werden. Wenn zustzlich ein verbessertes Modell zur Berechnung genutzt wird, kann ein Fehler von weniger als 1% erreicht werden.

Ziel dieser Arbeit ist es, einen Filter zu finden, das das Signalverhltnis zum Rauschverhltnis verbessert. Das bedeutet, dass das Rauschen so weit wie mglich herausgefiltert wird, dabei aber das Signal nicht abgeschnitten wird. Durch frhere Berechnungen ist bekannt, dass das Signal sehr langsam ist und somit ein Lowpass-Filter