脈沖星是一種快速自轉(zhuǎn)并具有強磁場的中子星，地球軌道衛(wèi)星或深空探測器可以接收到周期性X射線信號，其周期穩(wěn)定性可與銫原子鐘相媲美�；赬射線脈沖星的空間定時、定位、定姿與導(dǎo)航系統(tǒng)可為近地軌道、地球同步軌道、大橢圓地球軌道、地月軌道及星際空間飛行的航天器提供精確的時間、位置、速度和姿態(tài)等導(dǎo)航信息；也可為北斗等衛(wèi)星定位系統(tǒng)及其它空間衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)提供統(tǒng)一的時空基準(zhǔn)；XPNAV（X-ray Pulsar-based Navigation）系統(tǒng)不需要輔助性衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)或雷達站，因此，在軍事上具有極高的隱蔽性和自主生存能力。脈沖TDOA（TimeDifference of Arrival）測量是XPNAV系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，其測量精度直接決定空間定位、定時精度。 本文圍繞XPNAV系統(tǒng)中脈沖TDOA測量的幾個關(guān)鍵問題展開研究工作，論文所取得的主要進展如下： 1.借鑒脈沖星射電信號的“硬”多通道消色散原理，利用IDFT（InverseDiscrete Fourier Transform）及頻譜加窗技術(shù)推導(dǎo)色散前后的頻譜關(guān)系式，提出了脈沖星射電信號消色散的“軟”多通道算法。與Incoherent消色散算法相比，“...

【文章頁數(shù)】：148 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 XPNAV 技術(shù)的研究背景與意義
    1.2 XPNAV 技術(shù)的研究歷史與現(xiàn)狀
    1.3 XPNAV 中的關(guān)鍵問題
    1.4 本文的研究背景和主要工作
第二章 脈沖星 PTOA測量的基礎(chǔ)理論
    2.1 引言
    2.2 脈沖星的發(fā)現(xiàn)與觀測現(xiàn)狀
    2.3 脈沖星基本特性
        2.3.1 脈沖星基本物理特性
        2.3.2 脈沖星基本輻射特性
    2.4 脈沖星輻射脈沖周期穩(wěn)定性及其分析方法
        2.4.1 脈沖星信號周期
        2.4.2 脈沖信號周期噪聲與周期躍變
        2.4.3 脈沖星時穩(wěn)定度
        2.4.4 脈沖星信號周期穩(wěn)定度分析方法
    2.5 脈沖星射電信號的“軟”多通道消色散算法
        2.5.1 色散效應(yīng)及消色散算法
        2.5.2 “軟”多通道消色散算法
    2.6 小結(jié)
第三章 基于雙譜的脈沖星輻射脈沖特征分析及微弱脈沖信號檢測
    3.1 引言
    3.2 基于雙譜的脈沖星輻射脈沖特征分析
        3.2.1 雙譜及1(1/2)維譜的算法與性質(zhì)
        3.2.2 脈沖星累積脈沖輪廓的雙譜特征
    3.3 基于一維選擇線譜的脈沖星信號辨識
        3.3.1 雙譜辨識算法
        3.3.2 一維選擇線譜辨識算法
        3.3.3 辨識實驗
    3.4 基于1(1/2)維譜的脈沖星微弱信號檢測
        3.4.1 引言
        3.4.2 1(1/2)維譜檢測算法
        3.4.3 實驗與分析
    3.5 小結(jié)
第四章 X射線脈沖星空間絕對定位的脈沖 TDOA迭代測量
    4.1 引言
    4.2 原子時 AT 相對 SSB 坐標(biāo)時的轉(zhuǎn)換
        4.2.1 時間尺度
        4.2.2 AT 相對 SSB 坐標(biāo)時的轉(zhuǎn)換
    4.3 脈沖 TDOA 測量的基本原理
        4.3.1 建立相位演化預(yù)測模型
        4.3.2 星際軌道原子時相對 SSB 坐標(biāo)時的轉(zhuǎn)換
        4.3.3 脈沖 TDOA 測量的一階方程
    4.4 基于迭代的 TDOA 測量算法
        4.4.1 TDOA 測量的相對論誤差分析
        4.4.2 絕對定位的 TDOA 迭代測量算法
        4.4.3 TDOA 迭代測量的航天器運動誤差補償
    4.5 小結(jié)
第五章 基于整周期數(shù)關(guān)系式的 TDOA周期模糊求解算法
    5.1 引言
    5.2 解 TDOA 周期模糊經(jīng)典算法
    5.3 解 TDOA 周期模糊改進算法
        5.3.1 改進算法的基本思想
        5.3.2 TDOA 整周期數(shù)關(guān)系式
        5.3.3 TDOA 整周期數(shù)求解步驟
    5.4 實驗與分析
    5.5 小結(jié)
第六章 基于觀測數(shù)據(jù)的累積脈沖輪廓時間延遲雙譜測量
    6.1 引言
    6.2 RXTE 及其數(shù)據(jù)庫
        6.2.1 RXTE 簡介
        6.2.2 HEASARC 數(shù)據(jù)庫
    6.3 GRO J1744-28 的 RXTE 觀測數(shù)據(jù)恢復(fù)
        6.3.1 提取 GRO J1744-28 觀測數(shù)據(jù)
        6.3.2 生成 GRO J1744-28 的 GTI 數(shù)據(jù)
        6.3.3 由 Standard-1 數(shù)據(jù)生成總光變曲線
        6.3.4 由 Standard-2 數(shù)據(jù)生成總光變曲線
        6.3.5 由 Generic Single Bit 數(shù)據(jù)生成總光變曲線
        6.3.6 由 HEXTE 數(shù)據(jù)生成光變曲線和能譜
        6.3.7 背景噪聲誤差修正
        6.3.8 相對太陽系質(zhì)心坐標(biāo)時的轉(zhuǎn)換
        6.3.9 生成累積脈沖輪廓
    6.4 基于雙譜的脈沖星累積脈沖輪廓時間延遲測量
        6.4.1 經(jīng)典算法
        6.4.2 累積脈沖輪廓時間延遲的雙譜測量算法
    6.5 實驗與分析
        6.5.1 Taylor FFT 算法實驗
        6.5.2 雙譜算法實驗
    6.6 小結(jié)
結(jié)束語
致謝
參考文獻
研究成果



本文編號：3945952