基于x射线脉冲星的空间定位误差仿真研究

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1、CMYK研究论文!5%$E’F)#"谷树文!王安国海军大连舰艇学院航海系!辽宁大连!!"#!$研究了0射线脉冲星脉冲到达时间!345"测量的原理#基于345测量$构建了667惯性系下空间绝对定位的数学模型$并说明了整周期数向量的求解过程#基于689得出了脉冲相位观测时间与345测量精度的关系%利用仿真脉冲相位观测数据$对0射线脉冲星空间定位进行系统仿真$仿真结果表明模糊度搜索效果较好$相位观测时间的选择对位置确定的精度影响较大%0射线脉冲星#345测量#整周期数向量#相位观测:1;<2=$:1=>2?51

2、@..AB<>BC;..>A@>!"#$%&’"()(*+,,(,-")’./航"具有广阔的应用前景#LMMN年年初"美国国防高级研究计划局$O0HP0%提出了&基于9射线源自主导航定位验证’01-(%$’/2(-"’"()3/’/,#")&’"()")$9:%3;D+8%C#:B37#AG34&E3-&+’,+%08-+’+2+87P+7&-&+’!4&5/6&-/7()89,&:2$%-&,-O#-#%2&’3-&+’"9G0Q%预研计划"并将其作为新的导航技术制高点RST(UID"8

3、<#’@a0GU0’E8+与UPD"UV/G0DD等卫星导航系统不同"由于大气对9射线的衰减作用"9射线脉冲星导航仅适用于空间载体"且无&’#()"*’+",-.(/01("0,+234504+64/457849’*:2;4504+法确切知道脉冲信号从脉冲星发射的时间"无法直接解算信<<=>

4、43)52*678%*2*’-于9射线脉冲星的空间定位原理是RL:WT"利用航天器上的9射,+%-"*9:%6;$8)76%7<677-8=&*=>?67*=+’-"*./02*678%*2*’-@线探测器接收脉冲星的9频段电磁波"测量其脉冲到达时-"*2+A*)+,3B7+)8-*$+7&-&+’=*-*%2&’3-&+’&’-"*7$3C*&’DD?间"并将其与已建立的到达时间模型$通常以太阳质心系DD?<37*7-3B)&7"*=@3’="+<-++B-3&’-"*&’-*E*%(;()*74*(-

5、+%<37为基准%相比较"获得二者的相位差"进而得到航天器在脉冲*F$)3&’*=>."*%*)3-&+’7"&$B*-<**’-"*$8)7*$"37*+B7*%43-&+’星视线方向上的位移)由多颗脉冲星视线方向上的位移就可-&2*3’=-"*./03CC8%3C;<377"+<’B37*=+’-"*DGH>I7&’E-"*以确定航天器的空间位置(脉冲信号相位观测是9射线脉冲7&28)6-*=$8)7*$"67*=6-6@-"*7;7-*2+,$+7&-&+’=*-*%2&’6-&+’&’-"*7$6

6、(*J37*=+’-"*9:%3;$8)73%7<377&28)3-*=>."*%*78)-星导航的主要方法"相位观测量的误差是脉冲星导航定位的7"+<’-"3--"*%*<373J*--*%%*7+)8-&+’,+%7*3%("&’E-"*(;()*主要误差(本文首先讨论9射线脉冲星空间定位的模型"在32J&E8&-;@3’=-"*$"37*+J7*%43-&+’-&2*<37&2$+%-3’--+-"*此基础上研究相位观测误差对于空间定位的影响($+7&-&+’=*-*%2&’3-&+’3((8%3(

7、;>9:%3;$8)73%K./02*678%*2*’-K&’-*E*%(;()*4*(-+%K/0射线空间定位模型$"67*+J7*%46-&+’12/脉冲到达时间测量脉冲到达时间./0$.&2*+,0%%&43)%测量是通过比较观测波形与标准高信噪比$DGH%模型波形得到的(不同于模型.引言波形!X"Y"如式$S%所示"观测波形#1"Y包括时间原点偏移量!"9射线脉冲星导航能够为空间载体提供位置!速度!时间偏差量$"比例因子%及随机噪声"1"Y"观测的随机噪声主要和姿态等导航信息"能够实现航天器的实时

8、高精度自主导服从泊松分布(收稿日期"LMMZ:MZ:L[作者简介"谷树文!辽宁省大连市中山区解放路\]号海军大连舰艇学院博士生队!博士研究生!^:26&)_E87"8<#’‘"+-23&)>C+2#王安国$通信作者%!辽宁省大连市中山区解放路\]号海军大连舰艇学院航海系!教授!^:23&)_<3E+,,&C#‘SW>C+2科技导报;..<$;?!;.">>CMYK研究论文!$+8&-/04"!!!""##$%$&!"!!