To address the need for robust positioning, navigation, and timing services in lunar environments, this paper proposes a novel onboard clock phase jump detection framework for satellite constellations using range measurements obtained from dual one-way inter-satellite links. Our approach leverages vertex redundantly rigid graphs to detect faults without relying on prior knowledge of satellite positions or clock biases, providing flexibility for lunar satellite networks with diverse satellite types and operators. We model satellite constellations as graphs, where satellites are vertices and inter-satellite links are edges. The proposed algorithm detects and identifies satellites with clock jumps by monitoring the singular values of the geometric-centered Euclidean distance matrix (GCEDM) of 5-clique sub-graphs. The proposed method is validated through simulations of a GPS constellation and a notional constellation around the Moon, demonstrating its effectiveness in various configurations.


翻译:为满足月球环境下对鲁棒定位、导航与授时服务的需求,本文提出一种新颖的星载钟相位跳变检测框架,该框架利用双单向星间链路获取的测距数据,适用于卫星星座。我们的方法基于顶点冗余刚性图实现故障检测,无需依赖卫星位置或钟差的先验知识,从而为包含多种卫星类型与运营方的月球卫星网络提供了灵活性。我们将卫星星座建模为图结构,其中卫星作为顶点,星间链路作为边。所提算法通过监测5-团子图的几何中心欧几里得距离矩阵的奇异值,实现钟跳变卫星的检测与识别。通过GPS星座及绕月概念星座的仿真实验,验证了该方法在不同配置下的有效性。

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