利用X射线脉冲星的星间差分联合定位方法简

Relative navigation traditionally using inter-satellite links demands higher inter-satellite time synchronization, and has no ability of absolute positioning and timing. In this paper, we propose a relative navigation model of X-ray pulsar-based co-localization. The main satellite receives the radiation pulse signal from X-ray pulsars, and sends the arrival time and individual pulse's feature to adjacent satellites through inter-satellite links. Then by detecting the inter-satellite time difference of X-ray pulsar signals we can establish the location equation to find the inter-satellite relative position. We deduce the error correction equation of the pulse TOA prediction model and analyze the identifiability of individual pulses of the pulsar. The method proposed in this paper is less influenced by the TOA prediction model, ephemeris error, etc. It is helpful for achieving on-line self-adaption correction of the TOA prediction model and combined orbit determination of satellite constellation.     

X射线脉冲星导航系统选星方法研究

针对X射线脉冲星导航(XPNAV)系统的选星问题,该文研究了脉冲星可见性、品质因子及空间分布对脉冲星优选的影响。分别建立了第三体阴影遮挡,X射线干扰源影响以及X射线探测器视场角限制造成脉冲星不可见的约束方程;分析了基于克拉美罗界的脉冲星品质因子评价公式;提出了脉冲星组合加权几何精度因子(WDOP)的计算方法,并证明了加权几何精度因子值随着脉冲星观测数量的增加而减小。最后设计了一种基于查表法的脉冲星选星方法。仿真结果表明,设计的脉冲星选星方法可以有效地从适合导航的脉冲星中优选出最佳脉冲星组合。     

毫秒脉冲星计时的方法和发展研究

介绍了脉冲星的时间频率特征，阐述了该课题研究的意义，国内外毫秒冲星计时理论方法和技术方面的研究进展，分析了我国开展有毫秒脉冲星计时研究的可行性，目标及任务，并对其中的关键问题给予讨论，最后对该领域的研究发展前景进行了展望。     

小波故障检测在脉冲星组合导航中的应用

为提高基于X射线脉冲星的组合导航系统容错能力,利用小波分析方法进行故障检测,以保证组合导航系统的精度和可靠性。笔者采用X射线脉冲星导航、天文导航和紫外敏感器导航构建组合导航系统,运用小波分析技术对传感器输出信号进行故障诊断,并进行故障隔离和系统重构,最后采用联邦式滤波器进行信息融合,并以火星探测任务为例进行了数学仿真。实验结果表明：该方法能够有效检测相关传感器故障,解决了X射线脉冲星组合导航系统因故障导致的导航结果变差问题,且具有较高的导航精度,提高了脉冲星组合导航系统的容错性能和工程实用价值。     

老年X-射线脉冲星的辐射特性

利用新的外间隙模型,研究计算了老年脉冲星的非热X-射线光度,并与Chandra观测到的七颗老年脉冲星的非热X-射线光度的观测结果进行了比较,模型的计算结果和观测数据吻合较好,同时计算了老年脉冲星可能的伽玛射线光度和流量。     

毫秒脉冲星计时和原子时

本文介绍毫秒脉冲星的时间频率和相关物理特征 ,阐述脉冲星计时研究的意义及国际上在脉冲星计时原理、方法和技术研究方面的最新进展。根据近年来对毫秒脉冲星PSR1 937+2 1和 1 85 5 +0 9等计时观测资料分析结果的报道 ,毫秒脉冲星计时精度已达 1× 1 0 - 7s,其自转频率稳定度可以和原子钟相媲美 ,其频率长期稳定度已达 2× 1 0 - 1 4 ( 0 6a≤τ≤ 2 .6a) ,并可望达到更高水平。由综合脉冲星时间算法而得到的毫秒脉冲星时比现代原子时有更高的长期稳定度。文中还对毫秒脉冲星计时中的关键问题作了讨论 ,并对此领域发展的前景给予了展望。     

时空存在挠率的证据

在中子星表面磁场起源于自旋的有序极化的假定下,利用后牛顿挠率近似.由于挠率对自旋进动影响是坐标相关的,这将导致中子星磁场的变化,计算结果表明:脉冲星磁场倾向于转动方向,其演化尺度是10~6年至10~7年.在初始磁倾均匀假定下,我们得到的脉冲星磁倾角分布与天文观测分布和理论统计分析完全符合.本文是自脉冲星发现以来首次给出的磁场演化模型,也是为引力规范理论提供的首次间接证据.     

行星际探测X射线脉冲星导航可见性研究

X射线脉冲星能为行星际探测提供自主运营、高精度的导航服务。行星际探测过程中脉冲星并非随时可见,如何选择脉冲星关系到该导航方法的可行性。本文利用脉冲星、航天器及第三天体位置关系从几何角度研究脉冲星可见性问题,证明了在绝对定位导航中第三天体遮挡与干扰问题的解的等价性并给出了基于可见性的脉冲星优先选择准则;研究了X射线探测器姿态运动对脉冲星探测的影响,引入姿态转移矩阵解决了脉冲星实时可见性问题;研究了第三天体位置对两个航天器间通讯链路畅阻的影响,给出了基于X射线脉冲星的相对定位导航时机。有关可见性问题而建立的脉冲星选择准则,为行星际探测X射线脉冲星导航的工程应用提供了基础。     

中国的毫秒脉冲星计时观与建议

回顾了国际上脉冲星计时观测研究的进展与成果,评述了中国的毫秒脉冲星计时的学术观和进展,给出了应用小波分析方法在研究时间尺度方面的创新性成果。深思了进行高精度计时需进一步研究的一些问题,并对国际间合作进行脉冲星计时与应用研究的工程问题等提出建议。