相对定位计算流程图
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综合相对定位精度. 互相关时延仿真计算. 编号： S**-**. X 射线源实现航天器相对定位. 作者一* ，作者二. ( 单位名称 城市 邮编 ). * Tel:xxxxxxxxx; E-mail: [email protected]. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
相对定位计算流程图相对定位计算流程图
X射线源实现航天器相对定位
利用 X 射线脉冲星进行航天器绝对定位，可以克服上
述两种导航方式的缺陷，且在不需地面站支持下将覆盖范围扩大到整个太阳系乃至银河系。但在 X 射线脉冲星绝对定位中，需要选取具有稳定周期脉冲信号的脉冲星作为观测对象，从而可以利用脉冲星时间模型对脉冲到达时间进行预报。由于年轻脉冲星时常出现闪烁、跃变等现象，而年老脉冲星虽然具有较为稳定的周期但信号强度较弱，需要增大探测器面积才能达到与年轻脉冲星相当的测量精度，因此可用于导航的 X 射线脉冲星源较少。在这种情况下，直接解算航天器间的相对位置，将起到非常重要的作用。
作者一 * ，作者二
*Tel:xxxxxxxxx; E-mail: [email protected]( 单位名称 城市 邮编 )
构建观测方程构建观测方程
航天器 A光子计数率时间序列
航天器 B光子计数率时间序列
航天器 B光子计数率时间序列
航天器 A光子计数率时间序列
…
△T1△T1
互相关计算互相关计算
解算航天器位置解算航天器位置
互相关计算互相关计算
△TN△TN
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.03598
100
102
104
106
108
110
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114
time/(s)
count
pro
babili
ty
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.03570
80
90
100
110
120
130
140
time/(s)
coun
ts /
bin
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.03570
80
90
100
110
120
130
140
time/(s)
coun
ts /
bin
-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 200.986
0.9865
0.987
0.9875
0.988
0.9885
0.989
0.9895
lag/(bin)
corr
elat
ion
ampl
itude 当计数率变化较小时，由于噪声影
响，互相关计算时延不准，定位精度将受到严重影响。在该情况下，可考虑增加信号积分时间，提高信噪比，降低观测噪声
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.0350
2
4
6
8
10
12
14
16
time/(s)
coun
t pr
obab
ility
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.0350
3
6
9
12
15
18
21
24
time/(s)
coun
ts /
bin
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.0350
3
6
9
12
15
18
21
24
time/(s)
coun
ts /
bin
-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 200.78
0.8
0.82
0.84
0.86
0.88
0.9
lag/(bin)
corr
elat
ion
ampl
itude
由于信号变化较为强烈，相关系数峰值点非常突出，计算结果良好。通过计算，即使将 λ设为 100，整体增大信号光子计数率，仍然可以达到满意的效果。
互相关时差测量的精度取决于 X 射线源总体光子到达率，相对变化以及功率谱的频率分布。但由于不能采用单一数字来反映功率谱的频率分布，很难根据上述特征量给出精确的测量精度品质因子。当选取某一 X 射线源作为观测对象时，应首先对其进行短期观测，以确定该星源目前的状态。
变信号计数概率 探测器 A 光子计数 探测器 B 光子计数 互相关系数变化
Num Pulsar1Pulsar4
Pulsar2Pulsar5
Pulsar3Pulsar6
δX/(m)
δY/(m)
δZ/(m)
δPOS/(m)
3 J0218+4232 B1821-24 B0531+21 -4122.2 -16.0 810.0 4201.1
4 B1937+21 B0531+21 J2229+6114 1451.4 -1703.4 779.9 2369.9
B0833-45
5 B1937+21 J0218+4232 B1509-58 305.9 -882.4 1833.4 2057.5
J1124-5916 J0205+6449
6 B1937+21 J0218+4232 B0531+21 301.9 -902.2 1835.6 2067.5
B1509-58 J1124-5916 J0205+6449
相对定位可以通过观测任何具有时变信号的天体进行定位，突破了 X 射线脉冲星导航中需要选取具有稳定周期脉冲星的限制，扩大了备选星源的数量。互相关计算中，时变信号的变化幅度将影响时延测定的精度。当信号变化较为微弱时，由于噪声的影响，可导致时延计算错误。相对定位中测距误差影响可通过组成双差观测量消除。星历误差对定位精度的影响随两航天器间距离的增大而增大。利用脉冲星数据库中提供的参数，考虑测距、星历误差时，采用 3-6颗脉冲星，相对定位精度在 2-5km之间。定位精度随观测脉冲星数的增加而提高。
综合相对定位精度结 论
探测器探测到 x 个光子的概率；两航天器探测到的光子数时间序列；形成互相关系数变化图，计算时延量。
互相关时延仿真计算
编号： S**-**