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脉冲星导航原理简介

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:X射线脉冲星导航通过比较同一个脉冲星信号到达航天器和太阳系质心的时间差来确定航天器在参考坐标系中的位置和速度信息。脉冲星信号的测量是以星上时钟为参考,在卫星参考系中进行的,而预测脉冲是在地面测量获得的。

脉冲星导航原理简介

X射线脉冲星导航通过比较同一个脉冲星信号到达航天器和太阳质心的时间差来确定航天器在参考坐标系中的位置和速度信息。为了获得脉冲到达时间差(time difference of Arrival,TDOA),需要将航天器处测量的脉冲到达时间(time of arrival,TOA)与在太阳质心参考系原点处预测脉冲TOA时间进行比较,TDOA反映了航天器相对于太阳系质心(solar system barycenter,SSB)的距离,利用大于等于3颗不同脉冲星的测量结果就可解算出航天器的三维位置。

由于时空的相对性,在进行时间测量与空间观测时,需要明确所采用的参考系。脉冲星信号的测量是以星上时钟为参考,在卫星参考系中进行的,而预测脉冲是在地面测量获得的。一个原子时所记录的一个光子到达时间为一个原时,为了在同一时间坐标系下对比测量脉冲和预测脉冲的到达时间,航天器在轨观测的原时需要通过时间转换模型对广义相对论效应进行补偿从而获得相应的坐标时,如太阳系质心坐标时(barycentric coorfinate time,TCB)或太阳系质心动力学时(barycentric dynamical time,TDB)[89]。下面介绍两种常用的坐标系统。(www.xing528.com)

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