【摘要】:X射线脉冲星用于导航,其最大的优点是在整个太阳系内导航精度不随距离增加而降低。本书从脉冲星信号本身的时间测量方法入手,利用增量相位、星间基线矢量、恒星及卫星等观测信息、基于X射线通信测距等手段辅助增强X射线脉冲星导航。
X射线脉冲星用于导航,其最大的优点是在整个太阳系内导航精度不随距离增加而降低。目前,XNAV所能达到的定位精度在百米量级,离其理论定位精度相差较远[22]。提高XNAV定位精度的方法主要有以下几类:①提高微弱信号相位测量精度,可分为基于轮廓特征的双谱变换[80]、基于贝叶斯[81]、最优频段[82]等时域测量方法,及光子序列位相测量的频域加权方法[83],用于提高累积脉冲轮廓相位估计精度;②利用脉冲星多特征融合,如增量相位[84]、基线矢量夹角[85]等信息;③充分利用现有导航系统或其他空间资源提高额外观测信息,如利用恒星、行星或天然卫星等的观测信息[86-87],将X射线脉冲星导航技术与X射线通信技术融合,提高系统利用率;④利用先进的滤波器算法提高航天器状态估计精度,如自适应差分卡尔曼滤波算法[88]。
本书从脉冲星信号本身的时间测量方法入手,利用增量相位、星间基线矢量、恒星及卫星等观测信息、基于X射线通信测距等手段辅助增强X射线脉冲星导航。首先,在阐述X射线脉冲星导航基本原理的基础上,给出相位测量方法;接着,介绍基于最小二乘法估计的卫星初轨确定方法及基于无迹卡尔曼滤波的实时定轨方法;最后,将X射线脉冲星导航方法应用到火星探测器自主导航中,仿真验证本书所提方法能有效提高深空探测器导航精度。(www.xing528.com)
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