专利名称：X射线脉冲星导航地面试验系统的制作方法
技术领域：
本发明属于X射线脉冲星的航天器自主导航技术领域，涉及一种X射线脉冲星导航地面试验系统。
背景技术：
脉冲星在X射线频段的辐射主要集中于O. fl5keV，但由于地球大气中对该频段的X射线有强吸收作用，在地面上无法接收到脉冲星辐射的X射线信号；因此必需突破脉冲星模拟源，大尺度时空基准、高稳定度脉冲波形调制和时间保持等关键技术，构建地面分布式、全通路、半物理、闭环测试验证系统，满足脉冲星导航系统关键技术地面试验验证和方案设计可行性定量论证的需求，为脉冲星导航技术空间飞行试验奠定基础。因此研制地面试验验证系统是开展X射线脉冲星导航技术研究的核心内容。但是目前尚未检索到有关X射线脉冲星导航地面分布式、全通路、半物理、闭环测试验证系统完整设计方案。因此，本发明从实际工程应用角度，提出一套完整的用于X射线脉冲星导航地面分布式、全通路、半物理、闭环测试验证系统设计方案，以满足利用X射线脉冲星自主导航的地面试验验证的应用需求。国防科技大学郑伟等人发明了 “ X射线脉冲星导航半物理仿真系统”(CN201010022035. 7)。该系统利用轨道发生终端生成标称轨迹数据，输出给信号模拟系统模拟脉冲星X射线信号，探测器接受X射线信号记录光子到达时间，输出给导航计算机终端完成导航计算，输出到演示验证和评估处理器并结合标称轨迹数据实现系统的演示验证。这种方案简单易行，但存在以下四个不足其一是缺少脉冲轮廓提取分系统，不能实现对光子到达时间高精度转换，脉冲轮廓折叠和脉冲轮廓的比对等技术的验证；其二是缺少脉冲星导航数据库，不能实现对导航脉冲星的更新和调用的验证；其三缺少大尺度动态效应分系统，不能在地面系统中实现对大尺度空间效应和航天器在轨动态效应的模拟，从而导致不能达到光子探测过程闭环试验验证的目的，其四缺少一个高精度时钟作为外部时钟模拟脉冲星钟，不能实现在地面对星上时间系统保持技术进行试验验证。同时，现有的关于脉冲星仿真试验系统，“一种X射线脉冲星探测器等效器的航天器导航系统”(CN201010022035. 7)，并没有实现地面半物理仿真；“基于半导体激光器的X射线脉冲星导航嵌入式模拟系统”(CN200910023357. O)和“一种用于X射线脉冲星导航的地面模拟方案及装置” (CN201010140837. 8)都欠缺脉冲轮廓提取、大尺度动态和外部高精度时钟等�？椋挥幸惶淄暾挠糜诼龀逍堑己降孛媸匝檠橹は低�。本发明克服了以上的不足，可以实现在地面对脉冲星导航诸多关键技术实现闭环测试验证。
发明内容
本发明的目的就在于克服地面不能接收脉冲星辐射的X射线信号的问题和困难，提供一种地面分布式、全通路、半物理、闭环测试验证系统，该系统通过逼真模拟大尺度动态环境下脉冲星X射线光子信号辐射特征，闭环测试脉冲星导航探测器性能，考查脉冲星导航算法以及验证脉冲星导航系统方案设计可行性。本发明的技术解决方案X射线脉冲星导航地面试验系统，包括信号控制子系统、轨道数据生成子系统、导航数据库子系统、脉冲轮廓提取子系统、导航参数估计子系统、大尺度动态效应子系统、X射线脉冲星信号模拟子系统、探测器子系统、导航演示分系统，其中，轨道数据生成子系统包括Walker星座卫星轨道�？椤⒃虑蛱讲饽？楹突鹦翘讲夤斓滥？椋淮蟪叨榷вψ酉低嘲ㄓ写蟪叨瓤占湫вδＤ饽？�、在轨动态效应模拟�？椋籜射线脉冲星信号模拟子系统包括X射线发生器�？�、标校�？楹驼婵胀ǖ溃淮送猓讲馄髯酉低持卸懒⒎胖靡桓鲲ㄔ又幽Ｄ庑窃厥敝樱蓖ü嗷仿纺？榻窃厥敝油降酵獠渴敝印Ｕ鱿低彻ぷ髁鞒痰木咛宀街枞缦虏街枰唬舳疿射线脉冲星导航试验验证系统，由信号控制子系统对整个系统进行初始化，和自动检测并监控各子系统是否在可以正常运行，同时实时监控各个子系统的运行状态，并对系统中的其他子系统进行时间同步控制；信号控制子系统将初始化仿真参数发送到轨道数据生成子系统，接受其输出的理论导航参数；其中整个地面系统中利用一个高精度的铯原子钟作为整个地面系统的外部时钟模拟脉冲星钟，而探测器子系统中独立放置一个铷原子钟模拟星载时钟，同时通过锁相环路�？榻窃厥敝油降酵獠渴敝樱佣墒迪中窃厥敝邮奔浔３旨际醯牡孛嫜橹�。步骤二，轨道数据生成子系统每次根据任务不同，分别调用Walker星座卫星轨道�？�、月球探测�？�、火星探测轨道�？槠渲械囊桓觯蝗绻挝褚蠖訵alker星座卫星进行导航，则仿真Walker星座卫星轨道数据，调用Walker星座卫星轨道�？椋绻挝褚蠖栽虑蛱讲夂教炱鹘械己剑蚍抡嬖虑蛱讲夤斓朗荩饔迷虑蛱讲饽？椋绻挝褚蠖曰鹦翘讲夂教炱鹘械己剑蚍抡婊鹦翘讲夤斓朗荩偷饔没鹦翘讲夤斓滥？椋徊⒎直鹗涑鱿嘤Φ睦砺鄣己讲问�(位置、速度、姿态和时间)到大尺度动态效应子系统的大尺度空间效应模拟�？楹驮诠於вδＤ饽？椋⒔硬街枞约靶藕趴刂品窒低车钠拦姥橹つ？椋硬街杈�。步骤三，大尺度动态效应子系统，利用导航数据库子系统中的脉冲星角位置参数和太阳系行星参数与轨道数据生成子系统输入实时理论导航参数(时间、位置、速度)，调用大尺度空间延迟�？樯纱蟪叨仁奔溲映倭浚焕玫己绞菘庾酉低持械穆龀逍侵芷诓问牍斓朗萆勺酉低呈淙胧凳焙教炱骼砺鬯俣炔问饔迷诠於вδ？樯啥嗥绽掌狄屏浚焕玫己绞菘庾酉低持械穆龀逍墙俏恢貌问牍斓朗萆勺酉低呈淙胧凳焙教炱骼砺圩颂问饔煤教炱髯颂Ｄ饽？樯山俏恢帽浠浚环直鸾馊霾问既氲叫藕趴刂谱酉低常佣迪质笛槭矣邢蘅占涑叨饶Ｄ馕尴薜挠钪婵占涑叨龋镁蔡仓檬匝榛肪衬Ｄ夂教炱鞲叨诠煸硕妥颂浠�。步骤四，信号控制子系统接收到大尺度时间延迟量、多普勒频移参数和脉冲星特征参数；调用导航数据库子系统中的脉冲星特征参数数据和标准脉冲轮廓数据，生成标准电脉冲轮廓模拟信号；通过导航数据库子系统中的脉冲星计时模型，可以标注脉冲轮廓中每个X射线脉冲信号到达太阳系质心SBB的时间；同时，利用步骤三中得到的大尺度时间延迟量、多普勒频移和角位置变化量，将其加载到标准电脉冲轮廓信号中进行调制，得到航天器接收到的电脉冲轮廓信号，将其转换成电压控制信号，输出到脉冲星信号模拟子系统；
步骤五，脉冲星信号模拟子系统接收到步骤四的电压控制信号，利用收到的电压控制信号对X射线发生器进行控制，从而实现对脉冲轮廓进行调制，对调制后的脉冲X射线信号进行标校，最后通过真空通道传输到X射线光子探测器子系统；步骤六，X射线光子探测器子系统，将X射线信号发生�？槭淙氲穆龀錢射线信号转换为光电子脉冲信号，然后对光电子脉冲信号进行时间标注，输出X射线光子达到时间数据矩阵给脉冲轮廓提取子系统。步骤七，脉冲轮廓提取子系统利用从X射线光子探测器子系统输入光子达到时间数据矩阵，然后，调用光子到达时间转换�？榻涑龉庾哟锏绞奔渚卣笞晃眯藕诺酱锾粝抵市牡淖晔毕碌墓庾哟锏绞奔渚卣螅⑿纬扇舾商粝抵市牡墓庾拥酱锸奔湫蛄校蝗缓罄玫己绞菘庾酉低持新龀逍堑闹芷诓问饔寐龀迓掷鄣？榻粝抵市牡墓庾拥酱锸奔湫蛄薪兄芷谡鄣佣岣呗龀迓掷男旁氡龋ü嘤Φ男藕糯砗褪菽夂希崛〔饬柯龀迓掷蛔詈罄玫己绞菘庾酉低持新龀逍堑谋曜悸掷荩饔寐龀迓掷ハ喙啬？椋饬柯龀迓掷萦氡曜悸掷谢ハ喙卮恚涑鍪奔溲映俟鄄饬康降己讲问浪阕酉低常徊街璋耍己讲问浪阕酉低忱寐龀迓掷崛∽酉低呈淙氲氖奔溲映俟鄄饬浚范ê教炱鞯墓斓�、时间、速度和姿态等测量导航参数，并输出到信号控制子系统；步骤九，信号控制子系统对从步骤二中得到的从轨道数据生成子系统输入的理论导航参数和步骤八中得到的从导航参数估算子系统得到的测量导航参数进行评估验证，输出评估测试结果显示数据和相应的测试评估报告给导航演示子系统，进行演示。本发明与现有技术相比的优点( I)本发明能够大尺度时空和在轨动态效应模拟X射线光子在宇宙空间传输过程中受到弯曲时空的引力效应、航天器的在轨运动效应、以及其它各种延迟效应对X射线脉冲星导航的影响。因此，在X射线脉冲星导航地面试验系统中需要模拟在宇宙空间尺度和高动态环境下X射线光子信号传输效果。本发明中利用大尺度动态效应计算机，通过建立大尺度时空和动态效应模拟系统平台，模拟大尺度时空效应和航天器在轨动态环境，以此控制X射线模拟源输出(2)本发明能够对数据库调用和更新技术验证进行验证脉冲星星载数据由脉冲星周期、辐射流量、角位置、标准脉冲轮廓、计时模型参数等脉冲星特征参数以及太阳系行星参数构成。在X射线脉冲星导航过程中需要对其进行访问、查询和提取等调用，同时地面基站也需要定期对数据库导航脉冲星进行更新。因此，在X射线脉冲星导航地面试验系统中需要模拟星载数据库的调用和更新过程。本发明中利用构建导航数据库计算机模拟星载数据库调用和更新过程，实现对数据库调用和更新技术验证进行验证(3)本发明能够实现星上时间保持技术的验证星载原子钟组用于记录X射线脉冲星单个光子的到达时间，因此原子钟组的时间保持以及无缝切换到脉冲星时的技术，包括原子钟的比相技术、相位偏移和数字合成技术，以及利用脉冲星信号对星载原子钟环路进行校正等。因此，在X射线脉冲星导航地面试验系统中需要对星上时间保持技术进行验证。在本发明中利用高精度的外部时钟，调制高稳定X射线模拟信号，对探测器嵌入的原子钟进行校正，可以实现星上时间保持技术的验证。
(4)本发明能够实现光子探测过程闭环试验验证在X射线脉冲星导航地面试验系统中需要对大尺度空间和在轨动态效应模拟技术，X射线源控制技术，X射线探测器技术，脉冲轮廓提取技术四大关键技术进行综合综合测试。本发明通过X射线脉冲星导航试验验证系统中采用加入大尺度动态效应子系统和不加入大尺度动态效应子系统这两种方式得到的还原无偏脉冲轮廓和标准无偏脉冲轮廓这两个结果进行比较，从而验证大尺度动态模拟技术和纠偏算法，来达到光子探测过程闭环试验验证的目的。
图1为本发明的系统组成具体实施例方式现结合附图对本技术方案进行进一步的解释说明；信号控制子系统、数学仿真区、光子探测区和导航演示子系统5组成(如图2)。其中信号控制子系统是一套网络监控和管理设备，包括I台管理控制服务器、I台信号控制器、2台交换机，以及其它网络设备，主要负责整个系统的状态监控和指挥调度；数学仿真区在硬件和功能分区上包括轨道数据生成子系统6、导航数据库子系统7、脉冲轮廓提取子系统8、导航参数估计子系统9、大尺度动态效应子系统10、这些子系统运行仿真软件的计算机设备，为导航参数估计计算机、脉冲轮廓提取计算机、轨道数据生成计算机、导航数据库计算机、大尺度动态效应计算机等5台仿真计算机，以及网路设备组成,其中导航参数估计和脉冲轮廓提取是模拟星载计算，而轨道数据生成、导航数据库和大尺度动态效应是模拟地面计算；探测器子系统12和X射线脉冲星信号模拟子系统11，是整个地面试验系统的核心，包括信号探测器、栅控X射线发生器、X射线减光器以及配套的真空通道，用于模拟脉冲星辐射的X射线脉冲信号；导航演示区是一整套终端显示设备，主要由10台分布式显示终端、3套投影显示设备及附属网路设备组成。所述的信号控制子系统2包括高稳定时间频率源、系统界面、接口控制、网络状态监视、指令发布、仿真参数设置、仿真结果回放、评估验证，大尺度时空效应控制、在轨动态效应控制和脉冲星数据库调用等软件�？�。该区是整个地面测试系统接收外部指令、参数输入、控制信号发布、时频同步和测试任务规划的顶层接口，具有接口控制、网络状态监视、指令发布、仿真参数设置、仿真结果回放、评估验证，大尺度时空效应控制、在轨动态效应控制和脉冲星数据库调用等功能。所述的数学仿真区包括导航星座及深空探测数据生成、脉冲星数据库、太阳系行星数据库、大尺度时空转换、在轨动态计算、脉冲轮廓提取、航天器轨道与时间同步、航天器姿态测量等软件�？�。该区是地面试验验证系统的数据处理中心，具有航天器轨道数据生成、脉冲星数据库构建、大尺度时空及在轨动态效应模拟、脉冲轮廓提取、航天器导航参数估计等功能。所述的探测器子系统12和X射线脉冲星信号模拟子系统11，包括真空通道设备、X射线信号探测器、X射线光子流量抑制器、脉冲轮廓调制器、高稳定度脉冲周期控制器、X射线脉冲星模拟信号源标校设备等，以逼真模拟脉冲星辐射的X射线光子信号，测试X射线探测器。该区是地面试验验证系统的物理组成部分，具有脉冲轮廓调制和驱动、实现脉冲周期的稳定、产生X射线信号、信号源的标定与测试、探测X射线光子、记录和读出X射线光子到达时间以及信号处理等功能。所述的导航演示子系统5包括装配视频设备、大屏幕投影设备、终端显示设备和网络附属设备等。该区是地面试验系统的仿真结果展示窗口，主要负责将轨道数据生成、脉冲轮廓提取和导航参数估计等仿真和评估结果在投影屏幕上演示，并具有仿真结果数据回放、测试评估结果和报表打印等功能。如图1所示，从系统设计层面划分，X射线脉冲星导航地面试验系统I由信号控制分系统2、数学仿真分系统3、光子探测分系统4和导航演示分系统5组成；其中，数学仿真分系统包括轨道数据生成子系统6、导航数据库子系统7、脉冲轮廓提取子系统8、导航参数估计子系统9和大尺度动态效应子系统10 ;光子探测分系统包括X射线脉冲星信号模拟子系统11和探测器子系统12;X射线脉冲星导航试验验证系统1，通过信号控制2、轨道数据生成6、导航数据库7、脉冲轮廓提取8、导航参数估计9、大尺度动态效应10、X射线脉冲星信号模拟11和探测器12这九个子系统之间相互协调完成，关键技术的测试验证，探测器的性能检测，以及X射线脉冲星自主导航方案的可行性论证，整个系统工作流程的具体步骤如下，如图1所示整个系统工作流程的具体步骤如下步骤一，启动X射线脉冲星导航试验验证系统，由信号控制子系统2对整个系统进行初始化，和自动检测并监控各子系统是否在可以正常运行，同时实时监控各个子系统的运行状态，并对系统中的其他子系统进行时间同步控制；信号控制子系统2将初始化仿真参数发送到轨道数据生成子系统6，接受其输出的理论导航参数。步骤二，轨道数据生成子系统6每次根据任务不同，分别调用Walker星座卫星轨道�？�、月球探测模块、火星探测轨道�？槠渲械囊桓觯蝗绻挝褚蠖訵alker星座卫星进行导航，则仿真Walker星座卫星轨道数据，调用Walker星座卫星轨道模块，如果任务要求对月球探测航天器进行导航，则仿真月球探测轨道数据，调用月球探测模块，如果任务要求对火星探测航天器进行导航，则仿真火星探测轨道数据，就调用火星探测轨道�？椋徊⒎直鹗涑鱿嘤Φ睦砺鄣己讲问�(位置、速度、姿态和时间)到大尺度动态效应子系统10的大尺度空间效应模拟�？楹驮诠於вδＤ饽？椋⒔硬街枞约靶藕趴刂品窒低�2的评估验证模块，接步骤九。步骤三，大尺度动态效应子系统10利用导航数据库子系统7中的脉冲星角位置参数和太阳系行星参数与轨道数据生成子系统6输入实时理论导航参数(时间、位置、速度)，调用大尺度空间延迟�？樯纱蟪叨仁奔溲映倭浚焕玫己绞菘庾酉低�7中的脉冲星周期参数与轨道数据生成子系统6输入实时航天器理论速度参数，调用在轨动态效应�？樯啥嗥绽掌狄屏浚焕玫己绞菘庾酉低�7中的脉冲星角位置参数与轨道数据生成子系统6输入实时航天器理论姿态参数调用航天器姿态模拟�？樯山俏恢帽浠浚环直鸾馊霾问既氲降叫藕趴刂谱酉低�2，从而实现实验室有限空间尺度模拟无限的宇宙空间尺度，利用静态安置试验环境模拟航天器高动态在轨运动和姿态变化。步骤四，信号控制子系统2接收到大尺度时间延迟量、多普勒频移参数和脉冲星特征参数；调用导航数据库子系统7中的脉冲星特征参数数据和标准脉冲轮廓数据，生成标准电脉冲轮廓模拟信号；通过导航数据库子系统7中的脉冲星计时模型，可以标注脉冲轮廓中每个X射线脉冲信号到达太阳系质心SBB的时间；同时，利用步骤三中得到的大尺度时间延迟量、多普勒频移和角位置变化量，将其加载到标准电脉冲轮廓信号中进行调制，得到航天器接收到的电脉冲轮廓信号，将其转换成电压控制信号，输出到脉冲星信号模拟子系统11 ；步骤五，脉冲星信号模拟子系统11接收到步骤四的电压控制信号，利用收到的电压控制信号对X射线发生器�？榻凶饔茫佣迪侄月龀迓掷械髦疲涑鼍髦坪蟮穆龀錢射线信号到标校模块，最后通过真空通道传输到X射线光子探测器子系统12 ；
步骤六，X射线光子探测器子系统12，将X射线信号发生�？槭淙氲穆龀錢射线信号转换为光电子脉冲信号，然后对光电子脉冲信号进行时间标注，输出X射线光子达到时间数据给脉冲轮廓提取子系统8。步骤七，脉冲轮廓提取子系统8利用从X射线光子探测器子系统12输入光子达到时间数据矩阵，然后，调用光子到达时间转换�？榻涑龉庾哟锏绞奔渚卣笞晃眯藕诺酱锾粝抵市牡淖晔毕碌墓庾哟锏绞奔渚卣螅⑿纬扇舾商粝抵市牡墓庾拥酱锸奔湫蛄校蝗缓罄玫己绞菘庾酉低�7中脉冲星的周期参数，调用脉冲轮廓折叠�？榻粝抵市牡墓庾拥酱锸奔湫蛄薪兄芷谡鄣佣岣呗龀迓掷男旁氡龋ü嘤Φ男藕糯砗褪菽夂希崛〔饬柯龀迓掷蛔詈罄玫己绞菘庾酉低�7中脉冲星的标准轮廓数据，调用脉冲轮廓互相关�？椋饬柯龀迓掷萦氡曜悸掷谢ハ喙卮恚涑鍪奔溲映俟鄄饬康降己讲问浪阕酉低�9 ;步骤八，导航参数估算子系统9利用脉冲轮廓提取子系统8输入的时间延迟观测量，确定航天器的轨道、时间、速度和姿态等测量导航参数，并输出到信号控制子系统2 ；步骤九，信号控制子系统2对从步骤二中得到的从轨道数据生成子系统6输入的理论导航参数和步骤八中得到的从导航参数估算子系统9得到的测量导航参数进行评估测试，输出评估测试结果显示数据和相应的测试评估报告给导航演示子系统5，进行演示。本实施例为本发明的较佳实施例之一，凡是在本发明的精神和原则之下进行的任何等同替换、局部改进都将视为在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种X射线脉冲星导航地面试验系统，其特征在于x射线脉冲星导航地面试验系统(1)，包括信号控制子系统(2)、轨道数据生成子系统(6)、导航数据库子系统(7)、脉冲轮廓提取子系统(8)、导航参数估计子系统(9)、大尺度动态效应子系统(10)、X射线脉冲星信号模拟子系统(11)、探测器子系统(12)、导航演示分系统(5)，其中，轨道数据生成子系统(6)主要包括Wa I ker星座卫星轨道�？�、月球探测�？楹突鹦翘讲夤斓滥？椋淮蟪叨榷вψ酉低�(10)主要包括有大尺度空间效应模拟�？�、在轨动态效应模拟�？椋籜射线脉冲星信号模拟子系统(11)主要包括X射线发生器和真空通道，脉冲轮廓提取子系统(8)主要包括有调用光子到达时间转换�？�、脉冲轮廓折叠�？橐约奥龀迥？榛ハ喙啬？椋徊街枰唬舳疿射线脉冲星导航试验验证系统，由信号控制子系统(2)对整个系统进行初始化，和自动检测并监控各子系统是否在可以正常运行，同时实时监控各个子系统的运行状态，并对系统中的其他子系统进行时间同步控制；信号控制子系统(2)将初始化仿真参数发送到轨道数据生成子系统￠)，接受其输出的理论导航参数；其中整个地面系统中利用一个高精度的铯原子钟作为整个地面系统的外部时钟模拟脉冲星钟，而探测器子系统中独立放置一个铷原子钟模拟星载时钟，同时通过锁相环路�？榻窃厥敝油降酵獠渴敝樱佣墒迪中窃厥敝邮奔浔３旨际醯牡孛嫜橹ぃ� 步骤二，轨道数据生成子系统(6)每次根据任务不同，分别调用Walker星座卫星轨道�？�、月球探测模块、火星探测轨道模块其中的一个；如果任务要求对Walker星座卫星进行导航，则仿真Walker星座卫星轨道数据，调用Walker星座卫星轨道�？椋绻挝褚蠖栽虑蛱讲夂教炱鹘械己剑蚍抡嬖虑蛱讲夤斓朗荩饔迷虑蛱讲饽？椋绻挝褚蠖曰鹦翘讲夂教炱鹘械己剑蚍抡婊鹦翘讲夤斓朗荩偷饔没鹦翘讲夤斓滥？椋徊⒎直鹗涑鱿嘤Φ睦砺鄣己讲问酱蟪叨榷вψ酉低�(10)的大尺度空间效应模拟�？楹驮诠於вδＤ饽？椋⒔硬街枞约靶藕趴刂品窒低�(2)的评估验证�？椋硬街杈牛徊街枞蟪叨榷вψ酉低�(10)，利用导航数据库子系统(7)中的脉冲星角位置参数和太阳系行星参数与轨道数据生成子系统(6)输入实时理论导航参数，调用大尺度空间延迟�？樯纱蟪叨仁奔溲映倭浚焕玫己绞菘庾酉低�(7)中的脉冲星周期参数与轨道数据生成子系统(6)输入实时航天器理论速度参数，调用在轨动态效应�？樯啥嗥绽掌狄屏浚焕玫己绞菘庾酉低�(7)中的脉冲星角位置参数与轨道数据生成子系统(6)输入实时航天器理论姿态参数调用航天器姿态模拟�？樯山俏恢帽浠浚环直鸾馊霾问既氲叫藕趴刂谱酉低�(2)，从而实现实验室有限空间尺度模拟无限的宇宙空间尺度，利用静态安置试验环境模拟航天器高动态在轨运动和姿态变化； 步骤四，信号控制子系统(2)接收到大尺度时间延迟量、多普勒频移参数和脉冲星特征参数；调用导航数据库子系统(7)中的脉冲星特征参数数据和标准脉冲轮廓数据，生成标准电脉冲轮廓模拟信号；通过导航数据库子系统(7)中的脉冲星计时模型，可以标注脉冲轮廓中每个X射线脉冲信号到达太阳系质心SBB的时间；同时，利用步骤三中得到的大尺度时间延迟量、多普勒频移和角位置变化量，将其加载到标准电脉冲轮廓信号中进行调制，得到航天器接收到的电脉冲轮廓信号，将其转换成电压控制信号，输出到脉冲星信号模拟子系统(11); 步骤五，脉冲星信号模拟子系统(11)接收到步骤四的电压控制信号，利用收到的电压控制信号对X射线发生器进行控制，从而实现对脉冲轮廓进行调制，对调制后的脉冲X射线信号进行标校，最后通过真空通道传输到X射线光子探测器子系统(12)； 步骤六，X射线光子探测器子系统(12)，将X射线信号发生�？槭淙氲穆龀錢射线信号转换为光电子脉冲信号，然后对光电子脉冲信号进行时间标注，输出X射线光子达到时间数据矩阵给脉冲轮廓提取子系统(8)； 步骤七，脉冲轮廓提取子系统(8)利用从X射线光子探测器子系统(12)输入光子达到时间数据矩阵，然后，调用光子到达时间转换�？榻涑龉庾哟锏绞奔渚卣笞晃眯藕诺酱锾粝抵市牡淖晔毕碌墓庾哟锏绞奔渚卣螅⑿纬扇舾商粝抵市牡墓庾拥酱锸奔湫蛄校蝗缓罄玫己绞菘庾酉低�(7)中脉冲星的周期参数，调用脉冲轮廓折叠�？榻粝抵市牡墓庾拥酱锸奔湫蛄薪兄芷谡鄣佣岣呗龀迓掷男旁氡龋ü嘤Φ男藕糯砗褪菽夂希崛〔饬柯龀迓掷蛔詈罄玫己绞菘庾酉低�(7)中脉冲星的标准轮廓数据，调用脉冲轮廓互相关�？椋饬柯龀迓掷萦氡曜悸掷谢ハ喙卮恚涑鍪奔溲映俟鄄饬康降己讲问浪阕酉低�(9)； 步骤八，导航参数估算子系统(9)利用脉冲轮廓提取子系统(8)输入的时间延迟观测量，确定航天器的轨道、时间、速度和姿态等测量导航参数，并输出到信号控制子系统(2); 步骤九，信号控制子系统(2)对从步骤二中得到的从轨道数据生成子系统(6)输入的理论导航参数和步骤八中得到的从导航参数估算子系统(9)得到的测量导航参数进行评估验证，输出评估测试结果显示数据和相应的测试评估报告给导航演示子系统(5)，进行演/Jn ο
2.根据权利要求1所述的一种X射线脉冲星导航地面试验系统，其特征在于理论导航参数为时间、位置、速度和姿态参数。
全文摘要
本发明涉及一种X射线脉冲星导航地面试验系统，X射线脉冲星导航地面试验系统，包括信号控制子系统、轨道数据生成子系统、导航数据库子系统、脉冲轮廓提取子系统、导航参数估计子系统、大尺度动态效应子系统、X射线脉冲星信号模拟子系统、探测器子系统、导航演示分系统，其中，轨道数据生成子系统包括Walker星座卫星轨道�？�、月球探测�？楹突鹦翘讲夤斓滥？椋淮蟪叨榷вψ酉低嘲ㄓ写蟪叨瓤占湫вδＤ饽？�、在轨动态效应模拟�？椋籜射线脉冲星信号模拟子系统包括X射线发生器和真空通道。该系统通过逼真模拟大尺度动态环境下脉冲星X射线光子信号辐射特征，闭环测试脉冲星导航探测器性能，考查脉冲星导航算法以及验证脉冲星导航系统方案设计可行性。
文档编号G01C25/00GK103048000SQ20121059269
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月29日 优先权日2012年12月29日
发明者贝晓敏, 徐立宏, 帅平, 吴耀军 申请人:中国空间技术研究院
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