一种脉冲星角位置X射线强度关联测量的地面实验系统技术方案

本发明专利技术公开一种脉冲星角位置X射线强度关联测量地面试验系统，其特征在于，包括：信号模拟区、光子探测区、仿真控制区和评估演示区；信号模拟区与仿真控制区连接；仿真控制区与光子探测区连接；仿真控制区与评估演示区连接；光子探测区与评估演示区连接。该系统通过X射线的调制、滤波和限束等手段，模拟脉冲星X射线辐射光子产生和空间大尺度传播过程，以及航天器在轨探测过程，从而满足X射线强度关联地面试验验证和在轨试验方案可行性论证的需求，为脉冲星X射线角位置关联测量试验提供技术支撑和条件保障。条件保障。条件保障。

【技术实现步骤摘要】
一种脉冲星角位置X射线强度关联测量的地面实验系统


[0001]本专利技术属于天体测量
，涉及一种脉冲星角位置X射线强度关联测量的地面实验系统。

技术介绍

[0002]目前对脉冲星角位置测量主要在射电波段利用地面甚长基线干涉测量(VLBI)技术，但是该技术受到射电波长在厘米量级的波长约束，其精度最高达到0.1mas，难以进一步提升，无法满足未来需求。现有技术提出了一种基于双卫星平台的脉冲星角位置强度关联测量方案。然而，地球大气中对X射线有强吸收作用，导致地面无法接收到脉冲星辐射的X射线信号，进而无法实现对脉冲星角位置的测量。因此，在地面需要研制X射线强度关联地面试验验证系统平台，模拟脉冲星X射线辐射光子产生和空间传播过程，以及航天器在轨动态效应，从而实现强度关联角位置测量在轨方案可行性论证，以及角位置测量指标精度等效测试验证。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的就是提供一种脉冲星角位置X射线强度关联测量的地面实验系统，在地面实现对在轨航天器X射线脉冲星角位置关联测量过程的模拟，从而实现脉冲星角位置关联测量系统关键技术地面试验验证和在轨试验方案可行性论证，为航天器在轨飞行试验提供技术前提和条件保障。
[0004]本专利技术提供了一种脉冲星角位置X射线强度关联测量地面试验系统，包括：信号模拟区、光子探测区、仿真控制区和评估演示区；
[0005]所述信号模拟区与所述仿真控制区连接；
[0006]所述仿真控制区与所述光子探测区连接；
[0007]所述仿真控制区与所述评估演示区连接；
[0008]所述光子探测区与所述评估演示区连接；
[0009]优选地，所述仿真控制区包括网络管理控制计算机、轨道数据生成计算机、动态模拟计算机、时间同步装置；
[0010]所述网络管理控制计算机分别与所述轨道数据生成计算机和所述动态模拟计算机连接；
[0011]所述网络管理控制计算机用于软硬件接口控制、网络运行状态监视、选择探测仿真模式、仿真参数设置和测试任务规划调度；
[0012]所述轨道数据生成计算机用于典型轨道与姿态数据生成、二维与三维动态显示、时间与坐标系统转换以及轨道分析；
[0013]所述动态模拟计算机用于利用理论轨道数据和脉冲星特征参数数据，模拟生成空间延迟效应和在轨动态效果；
[0014]所述时间同步装置分别与所述网络管理控制计算机、所述轨道数据生成计算机、
所述动态模拟计算机连接；
[0015]所述时间同步装置用于为探测单元提供同步信号，同时为整个地面试验系统提供时频信号；
[0016]优选地，所述信号模拟区包括X射线信号发生器、单色滤光器件、X射线限束装置、真空束线通道；
[0017]所述X射线信号发生器分别与所述网络管理控制计算机和所述单色滤光器件连接；
[0018]所述单色滤光器件、X射线限束装置、真空束线通道依次连接；
[0019]所述X射线信号发生器用于产生脉冲轮廓X射线信号；
[0020]所述单色滤光器件用于对所述X射线信号发生器产生的脉冲轮廓X射线信号，进行窄线宽滤波，输出准单色脉冲轮廓X射线信号；
[0021]所述X射线限束装置，用于限制所述单色滤光器件输出的单色脉冲轮廓X射线的出射方向，产生准直X射线信号，实现平行光模拟；
[0022]所述真空束线通道为所述X射线限束装置输出的准直X射线信号提供平行光束空间传播通道；
[0023]优选地，所述X射线信号发生器型号为Incoatec-1μs；
[0024]优选地，所述光子探测区包括X射线聚焦器、X射线单光子探测器、符合测量装置；
[0025]所述X射线聚焦器分别与所述真空束线通道连接；
[0026]所述X射线单光子探测器与所述X射线聚焦器连接；
[0027]所述符合测量装置与所述X射线单光子探测器连接；
[0028]所述X射线聚焦器对经过所述真空束线通道的准直X射线信号，利用掠入式反射聚焦原理进行X射线聚束；
[0029]所述X射线单光子探测器用于从X射线聚焦器接收聚束后的X射线信号，输出电脉冲信号；
[0030]所述符合测量装置用于接收X射线单光子探测器产生的电脉冲信号；
[0031]优选地，所述光子探测区还包括位移监测设备，所述位移监测设备与所述符合测量装置连接；
[0032]所述位移监测设备用于监测X射线单光子探测器的转动和位移。
[0033]优选地，所述评估演示区包括：海量数据存储系统、关联信号处理计算机、角位置参数估计计算机；
[0034]所述海量数据存储系统分别与所述符合测量装置、所述关联信号处理计算机、所述角位置参数估计计算机；
[0035]所述海量数据存储系统用于提供数据存储和数据查询；
[0036]所述关联信号处理计算机用于对所述符合测量装置输出的光子到达时间序列进行处理；
[0037]所述角位置参数估计计算机用于对光子到达时间序列相位跟踪滤波、脉冲星角位置确定和参数估计精度分析；
[0038]优选地，所述评估演示区还包括性能评估演示计算机，
[0039]所述性能评估演示计算机与所述海量数据存储系统连接，
[0040]所述性能评估演示计算机负责系统仿真实测数据处理结果评价及结果显示；
[0041]优选地，所述仿真控制区还包括路由器，所述路由器用于脉冲星角位置X射线强度关联测量地面试验系统之间网络计算接入和数据交互。
[0042]本专利技术公开了以下技术效果：
[0043]本专利技术通过X射线的调制、滤波和限束等手段，模拟脉冲星X射线辐射光子产生和空间大尺度传播过程，以及航天器在轨探测过程，从而满足X射线强度关联地面试验验证和在轨试验方案可行性论证的需求，为脉冲星X射线角位置关联测量试验提供技术支撑和条件保障。
附图说明
[0044]图1是脉冲星角位置X射线强度关联测量地面试验系统构架图；
[0045]图2是脉冲星角位置X射线强度关联测量地面试验系统总布局图；
[0046]图3是脉冲星角位置X射线强度关联测量地面试验系统试验流程图。
具体实施方式
[0047]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0048]参照图1-3所示，本专利技术提供一种脉冲星角位置X射线强度关联测量地面试验系统，包括：仿真控制区，信号模拟区、光子探测区和评估演示区，
[0049]所述仿真控制区包括网络管理控制计算机、轨道数据生成计算机、动态模拟计算机、时间同步装置和路由器；
[0050]所述网络管理控制计算机用于软硬件接口控制与地面试验验证系统中各种设备的检测，且选择X射线光子探测仿真模式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脉冲星角位置X射线强度关联测量地面试验系统，其特征在于，包括：信号模拟区、光子探测区、仿真控制区和评估演示区；所述信号模拟区与所述仿真控制区连接；所述仿真控制区与所述光子探测区连接；所述仿真控制区与所述评估演示区连接；所述光子探测区与所述评估演示区连接。2.根据权利要求1所述的脉冲星角位置X射线强度关联测量地面试验系统，其特征在于，所述仿真控制区包括网络管理控制计算机、轨道数据生成计算机、动态模拟计算机、时间同步装置；所述网络管理控制计算机分别与所述轨道数据生成计算机和所述动态模拟计算机连接；所述网络管理控制计算机用于软硬件接口控制、网络运行状态监视、选择探测仿真模式、仿真参数设置和测试任务规划调度；所述轨道数据生成计算机用于典型轨道与姿态数据生成、二维与三维动态显示、时间与坐标系统转换以及轨道分析；所述动态模拟计算机用于利用理论轨道数据和脉冲星特征参数数据，模拟生成空间延迟效应和在轨动态效果；所述时间同步装置分别与所述网络管理控制计算机、所述轨道数据生成计算机、所述动态模拟计算机连接；所述时间同步装置用于为探测单元提供同步信号，同时为整个地面试验系统提供时频信号。3.根据权利要求2所述的脉冲星角位置X射线强度关联测量地面试验系统，其特征在于，所述信号模拟区包括X射线信号发生器、单色滤光器件、X射线限束装置、真空束线通道；所述X射线信号发生器分别与所述网络管理控制计算机和所述单色滤光器件连接；所述单色滤光器件、X射线限束装置、真空束线通道依次连接；所述X射线信号发生器用于产生脉冲轮廓X射线信号；所述单色滤光器件用于对所述X射线信号发生器产生的脉冲轮廓X射线信号，进行窄线宽滤波，输出准单色脉冲轮廓X射线信号；所述X射线限束装置，用于限制所述单色滤光器件输出的单色脉冲轮廓X射线的出射方向，产生准直X射线信号，实现平行光模拟；所述真空束线通道为所述X射线限束装置输出的准直X射线信号提供平行光束空间传播通道。4.根据权利要求3所述的脉冲星角位置X射线强度关联测量地面试验系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝晓敏，谢军，冷晗阳，岳鹏毅，郭世方，项黎明，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：