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Space Oddity? A Statistical Formulation of Conjunction Assessment

Résumé

Satellite conjunctions involving "near misses" of space objects are becoming increasingly likely. One approach to risk analysis for them involves the computation of the collision probability, but this has been regarded as having some counterintuitive properties and its interpretation has been debated. This paper formulates an approach to satellite conjunction based on a simple statistical model and discusses inference on the miss distance between the two objects, both when the relative velocity can be taken as known and when its uncertainty must be taken into account. It is pointed out that the usual collision probability estimate can be badly biased, but that highly accurate inference on the miss distance is possible. The ideas are illustrated with case studies and Monte Carlo results that show its excellent performance.

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Concepts associés (33)
Test statistique
En statistiques, un test, ou test d'hypothèse, est une procédure de décision entre deux hypothèses. Il s'agit d'une démarche consistant à rejeter ou à ne pas rejeter une hypothèse statistique, appelée hypothèse nulle, en fonction d'un échantillon de données. Il s'agit de statistique inférentielle : à partir de calculs réalisés sur des données observées, on émet des conclusions sur la population, en leur rattachant des risques d'être erronées. Hypothèse nulle L'hypothèse nulle notée H est celle que l'on considère vraie a priori.
Méthode de Monte-Carlo
Une méthode de Monte-Carlo, ou méthode Monte-Carlo, est une méthode algorithmique visant à calculer une valeur numérique approchée en utilisant des procédés aléatoires, c'est-à-dire des techniques probabilistes. Les méthodes de Monte-Carlo sont particulièrement utilisées pour calculer des intégrales en dimensions plus grandes que 1 (en particulier, pour calculer des surfaces et des volumes). Elles sont également couramment utilisées en physique des particules, où des simulations probabilistes permettent d'estimer la forme d'un signal ou la sensibilité d'un détecteur.
Inférence bayésienne
vignette|Illustration comparant les approches fréquentiste et bayésienne (Christophe Michel, 2018). L’inférence bayésienne est une méthode d'inférence statistique par laquelle on calcule les probabilités de diverses causes hypothétiques à partir de l'observation d'événements connus. Elle s'appuie principalement sur le théorème de Bayes. Le raisonnement bayésien construit, à partir d'observations, une probabilité de la cause d'un type d'événements.
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Higher-order asymptotics provide accurate approximations for use in parametric statistical modelling. In this thesis, we investigate using higher-order approximations in two-specific settings, with a particular emphasis on the tangent exponential model. Th ...
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Epidemic mitigation by statistical inference from contact tracing data

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