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Archivio digitale delle tesi discusse presso l’Università di Pisa

Tesi etd-08312022-100653


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
LA SPADA, PIETRO
URN
etd-08312022-100653
Titolo
Space debris detection and parameter estimation performance for BPEs with the TIRA system
Dipartimento
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
Corso di studi
INGEGNERIA DELLE TELECOMUNICAZIONI
Relatori
relatore Prof. Martorella, Marco
relatore Prof. Berizzi, Fabrizio
correlatore Ing. Cerutti-Maori, Delphine
Parole chiave
  • simulations
  • Monte Carlo
  • modulazioni
  • waveforms
  • EGT
  • likelihood
  • verosimiglianza
  • MLE
  • stima
  • estimation
  • matched filter
  • filtro adattato
  • detection
  • rilevamento
  • BPE
  • space debris
  • detriti spaziali
  • radar
Data inizio appello
29/09/2022
Consultabilità
Completa
Riassunto
----ITALIANO----
Attualmente il numero di attività spaziali e satelliti artificiali è in continuo aumento.
Come conseguenza, la quantità di detriti spaziali nelle orbite di interesse, anch'esse in continua crescita, pone in serio rischio innumerevoli missioni spaziali e servizi forniti dai satelliti.
Solo circa 30040 detriti spaziali sono regolarmente tracciati su più di 331 milioni di detriti stimati in orbita dai modelli statistici (ESA 2021).
Al fine di aumentare le informazioni su questi detriti spaziali, due modelli statistici sono stati realizzati. Questi modelli sono verificati e calibrati attraverso delle campagne di osservazione effettuate periodicamente con diversi tipi di sensori a seconda del regime orbitale (LEO, GEO).
Una delle campagne di osservazione per i detriti in orbita LEO è effettuata attraverso i cosiddetti beam park experiments (BPEs).
Il sistema TIRA, sviluppato e operato dal dipartimento per le alte frequenze e per le tecniche radar del Fraunhofer Institute, dove questo lavoro di tesi è stato svolto, è uno dei sensori coinvolti in questi beam park experiments.
L'obbiettivo di questa tesi magistrale è quello di investigare forme d'onda, stimatori e setup del filtraggio che potrebbero essere applicati al fine di migliorare l'attuale elaborazione dei dati ottenuti dai beam park experiments.
Il risultato è una veduta su quelle che sono le prestazioni attese in termini di stima dei parametri range e Doppler per diverse forme d'onda, configurazioni (spaziatura dei filtri adattati nel banco di filtri, selezione delle celle di interesse per la stima dei parametri) e stimatori.
Questa aiuta a capire quale combinazione di questi attori fornisce le migliori prestazioni a seconda dei parametri dell'osservazione effettuata, fornendo le basi per futuri miglioramenti nell'elaborazione dei dati ottenuti dai BPE.

----ENGLISH----
Currently the number of space activities and artificial satellites is continuously increasing.
As a consequence, the amount of space debris in orbits of interest, which is also constantly growing, puts countless space missions and services provided by satellites at serious risk.
Only about 30040 space debris objects are regularly tracked out of more than 331 million of debris estimated by the statistical models to be in orbit (ESA 2021).
In order to increase the information on such space debris, two statistical models have been realised. These models are verified and calibrated through observation campaigns carried out on a regular basis according to the orbital regime (LEO, GEO) with different kinds of sensors.
One of the observation campaigns for LEO debris is carried out through the so-called beam park experiments (BPEs).
The TIRA system, developed and operated by the Fraunhofer Institute for high frequency physics and radar techniques, where this thesis work has been developed, is one of the sensors involved in these beam park experiments.
The goal of this master thesis is to investigate adapted waveforms, estimators and filter settings that could be applied to improve the current BPEs data processing.
The outcome is a view of the expected range and Doppler estimation performance for different waveforms, configurations (matched filters spacing in the bank, selection of the cell of interest for the estimation of the parameters) and estimators. This helps to understand which combination of these actors performs best depending on the parameters of the observation made, providing the basis for future enhancements in the processing of BPEs data.
File