基于相位和多普勒频移的双差分X射线脉冲星导航方法技术

本发明专利技术提供一种基于相位和多普勒频移的双差分X射线脉冲星导航方法，属于航天导航技术领域，以火星探测任务为例，根据脉冲星的固有自旋相位和时间传播延迟，建立了航天器和火星上的观测脉冲相位模型。通过相位差分线性化了导航量测模型。为了抑制该相位差分模型中的脉冲星方向误差、线性化误差等系统误差，本发明专利技术提出了一种基于相位和多普勒频移的双差分模型，即相位差分模型在相邻滤波周期之间再次差分。为了解决过程噪声与量测噪声之间的相关性问题，本发明专利技术提出了一种改进扩展卡尔曼滤波(MEKF)方法。本发明专利技术能够有效抑制脉冲星方向误差和线性化误差等系统误差的影响，提高导航系统精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航天导航，具体涉及一种基于相位和多普勒频移的双差分x射线脉冲星导航方法。

技术介绍

1、近年来，深空探测越来越受到重视。随着深空探测范围的扩大，航天器利用自主导航系统确定自身的位置、速度和姿态至关重要。这直接决定了深空航天器的运行状态和深空任务的成败。天文导航系统(cns)是深空航天器常用的自主导航方法，可以完全自主地为航天器提供位置、速度和姿态信息。

2、脉冲星是一种高速旋转的中子星，是大质量恒星在其生命末期引发超新星爆炸的产物。脉冲星的自转周期具有极好的长期稳定性，在许多情况下可以同时在不同波段被观测到，如射电、光学、x射线等。由于x射线辐射很容易被小面积的航天器探测到，可以利用脉冲星辐射的x射线信号进行航天器自主导航，这种导航方式被称作x射线脉冲星导航。x射线脉冲星导航（x-ray pulsar-based navigation, xpnav）是一种通过观测x射线脉冲星的脉冲辐射信号，结合相关信号处理算法，得到航天器状态信息的一种自主导航方法。脉冲星是宇宙空间中的自然天体，本身物理性质稳定，距离遥远，不易受到人为因素的干扰。本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于相位和多普勒频移的双差分X射线脉冲星导航方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于相位和多普勒频移的双差分X射线脉冲星导航方法，其特征在于，所述步骤一包括：对于火星航天器，坐标系选取历元J2000.0火星质心惯性坐标系，只考虑火星对航天器的引力、辐射压力、轨道机动过程中的火箭推力以及高精度的星历表，双差分导航系统的状态模型如下：

3.根据权利要求2所述的一种基于相位和多普勒频移的双差分X射线脉冲星导航方法，其特征在于，所述步骤二包括：

4.根据权利要求3所述的一种基于相位和多普勒频移的双差分X射线脉冲星导航方法，其特...

【技术特征摘要】

1.一种基于相位和多普勒频移的双差分x射线脉冲星导航方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于相位和多普勒频移的双差分x射线脉冲星导航方法，其特征在于，所述步骤一包括：对于火星航天器，坐标系选取历元j2000.0火星质心惯性坐标系，只考虑火星对航天器的引力、辐射压力、轨道机动过程中的火箭推力以及高精度的星历表，双差分导航系统的状态模型如下：

3.根据权利要求2所述的一种基于相位和多普勒频移的双差分x射线脉冲星导航方法，其特征在于，所述步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：马辛，张文佳，张硕，焦凌暄，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：