脉冲星自主导航概述

NTSC-IR > 守时理论与方法研究室

	脉冲星自主导航概述
	杨廷高; 南仁东; 金乘进; 甘恒谦
	2005
会议名称	2005年全国时间频率学术交流会
会议录名称	2005年全国时间频率学术交流会文集
页码	461-462-463-464-465-466-467
会议日期	2005
会议地点	中国西安
摘要	脉冲星自转非常稳定,可以用作时间标准,许多脉冲星的空间位置、自行、距离、自转周期及导数、自转的初始相位等天体测量和天体物理参数都被精确测定。由于脉冲星能够同时提供时间信号和空间位置坐标,利用空间脉冲星网络的导航系统的开发研究受到重视。除甚长基线干涉测量之外,空间飞行器导航的传统方法只在沿飞行器的视线方向提供高精度,且当太阳位于空间飞行器与地球中间时根本无法实现导航。安装在空间飞行器上的脉冲星导航系统能够实现飞行器的自主导航,能给出空间飞行器相对于太阳系质心的三维坐标和飞行速度。射电脉冲星自主导航系统只适用于载荷量大的空间飞行器,而X射线脉冲星未来的适用范围可能非常广阔。讨论了脉冲星钟的模型和脉冲星导航系统的框架结构,介绍了脉冲星导航的基本原理和算法。目前,已发现射电脉冲星约1750颗,X射线脉冲星50余颗。利用脉冲星钟模型能高精度地预报脉冲星脉冲到达太阳系质心的时间,即在任何时刻,脉冲星相当于太阳系质心的相位是可以预报的。在空间飞行器上测量脉冲星脉冲的到达时间(即脉冲星自转相位测量)所得到的相位与该脉冲星相对于太阳系质心的相位(脉冲星钟预报的相位)之间的差值包含有空间飞行器的位置信息。通过空间飞行器上脉冲星导航系统对多颗脉冲星的计时观测(相位测量),就能解算出观测时刻空间飞行器相对于太阳系质心的位置坐标。指出脉冲星导航系统采用的脉冲星探测器的性能决定了脉冲星相位的测量精度,这也是影响空间飞行器位置解算精度的关键因素。脉冲星导航观测采用的原子钟如果足够稳定,则空间飞行器位置的算法可以简化。在脉冲星导航系统计时观测接近微秒(μs)量级时,脉冲星视差、Shapiro和Einstein延迟的影响是不可忽略的。对于这样的脉冲星导航系统开发设计中的关键技术和应该进一步研究的主要问题进行了初步分析和讨论。
部门归属	守时理论与方法研究室
关键词	脉冲星脉冲星钟空间飞行器定位导航\|abstract 脉冲星自转非常稳定可以用作时间标准许多脉冲星的空间位置自行距离自转周期及导数自转的初始相位等天体测量和天体物理参数都被精确测定。由于脉冲星能够同时提供时间信号和空间位置坐标利用空间脉冲星网络的导航系统的开发研究受到重视。除甚长基线干涉测量之外空间飞行器导航的传统方法只在沿飞行器的视线方向提供高精度且当太阳位于空间飞行器与地球中间时根本无法实现导航。安装在空间飞行器上的脉冲星导航系统能够实现飞行器的自主导航能给出空间飞行器相对于太阳系质心的三维坐标和飞行速度。射电脉冲星自主导航系统只适用于载荷量大的空间飞行器而x射线脉冲星未来的适用范围可能非常广阔。讨论了脉冲星钟的模型和脉冲星导航系统的框架结构介绍了脉冲星导航的基本原理和算法。目前已发现射电脉冲星约1750颗 X射线脉冲星50余颗。利用脉冲星钟模型能高精度地预报脉冲星脉冲到达太阳系质心的时间即在任何时刻脉冲星相当于太阳系质心的相位是可以预报的。在空间飞行器上测量脉冲星脉冲的到达时间(即脉冲星自转相位测量)所得到的相位与该脉冲星相对于太阳系质心的相位(脉冲星钟预报的相位)之间的差值包含有空间飞行器的位置信息。通过空间飞行器上脉冲星导航系统对多颗脉冲星的计时观测(相位测量) 就能解算出观测时刻空间飞行器相对于太阳系质心的位置坐标。指出脉冲星导航系统采用的脉冲星探测器的性能决定了脉冲星相位的测量精度这也是影响空间飞行器位置解算精度的关键因素。脉冲星导航观测采用的原子钟如果足够稳定则空间飞行器位置的算法可以简化。在脉冲星导航系统计时观测接近微秒(Μs)量级时脉冲星视差 Shapiro和einstein延迟的影响是不可忽略的。对于这样的脉冲星导航系统开发设计中的关键技术和应该进一步研究的主要问题进行了初步分析和讨论。
主办者	中国天文学会
收录类别	CNKI
语种	中文
文献类型	会议论文
条目标识符	http://210.72.145.45/handle/361003/5053
专题	守时理论与方法研究室
推荐引用方式 GB/T 7714	杨廷高,南仁东,金乘进,等. 脉冲星自主导航概述[C],2005:461-462-463-464-465-466-467.

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