利用X射线脉冲星的星间差分联合定位方法.pdf

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1、2014年2月西安电子科技大学学报(自然科学版)Feb．2O14第41卷第1期J0URNAL0FXIDIANUNIVERSITYV01．41NO．1doi：10．3969／j．issn．1001—2400．2014．O1．015利用X射线脉冲星的星问差分联合定位方法丰大军，许录平，宋诗斌，田茜(西安电子科技大学电子工程学院，陕西西安710071)摘要：提出了一种基于X射线脉冲星的空间联合相对定位模式，主星接收脉冲星辐射脉冲信号，将到达时间、个别脉冲特征经星间链路向邻近卫星转发，经过测量脉冲星信号星间的传播时差，

2、建立定位方程来解星间相对位置．推导了脉冲到达时间预测模型的误差修正公式，分析了脉冲星个别脉冲的可辨识性．所提方法兼有脉冲星自主导航、精确定时的特点，受脉冲星相位预测模型误差的影响较小，有助于实现到达时间预测模型的在线自适应修正，也有助于实现卫星星座的联合定轨．关键词：导航；脉冲星；联合定位；到达时间；卫星星座中图分类号：P128．4文献标识码：A文章编号：1001—2400(2014)O1—0081—06Differentialc0一l0calizati0nmethodusingtheX-raypulsarFE

3、NGDajun，XULuping，SONGShibin，TIANXi(SchoolofElectronicEngineering，XidianUniv．，Xi’an710071，China)Abstract：Relativenavigationtraditionallyusinginter—satellitelinksdemandshigherinter-satellitetimesynchronization，andhasnoabilityofabsolutepositioningandtiming．Inth

4、ispaper，weproposearelativenavigationmodelofX—raypulsar-basedco-localization．ThemainsatellitereceivestheradiationpulsesignalfromX—raypulsars，andsendsthearrivaltimeandindividualpulse’Sfeaturetoadjacentsatellitesthroughinter-satellitelinks．Thenbydetectingtheint

5、er-satellitetimedifferenceofX—raypulsarsignalswecanestablishthelocationequationtofindtheinter-satelliterelativeposition．WededucetheerrorcorrectionequationofthepulseTOApredictionmodelandanalyzetheidentifiabilityofindividualpulsesofthepulsar．Themethodproposedi

6、nthispaperislessinfluencedbytheTOApredictionmodel，ephemeriserror，etc．Itishelpfulforachievingon-lineself-adaptioncorrectionoftheTOApredictionmodelandcombinedorbitdeterminationofsatellitec0nstellation．KeyWords：navigation；pulsars；co—localization；timeofarrival；c

7、onstellationx射线脉冲星导航(X—rayPulsar—basedNAVigation，XPNAV)适合于深空导航应用，但其完全自主性、全导航参数解算能力在轨道卫星应用中同样具有吸引力，特别是在军事应用场合．XPNAV绝对定位技术依赖到达时问(T0A)预测模型，而TOA预测模型的建立需要长期的脉冲星观测．脉冲星自行、行星星历、空间引力波效应、双星旋转效应、脉冲星辐射不稳定性及宇宙空间等离子体引起的电磁传播效应等都在不同程度上影响脉冲TOA短期的稳定性．因此，其短期预测精度并不理想，导致定位精度差．为了

8、提高定位精度，必须增加探测器面积，并进行复杂的在轨光行时修正．但现阶段即便采用了这些措施，其轨道卫星导航精度仍远不及地基测控的水平，因此也限制了其应用．相对于绝对导航，脉冲星相对导航能以相对较小代价实现编队卫星或星座的自主导航，并兼有脉冲星自主导航、精确定时的特点，是脉冲星在轨道导航应用中的一种可行方法．文献[1—3]分别提出了编队卫星脉冲收稿日期：2012-12—11网络出版时间：2