一種脈沖星的脈沖模板的構建方法技術

本發明專利技術提供一種脈沖星的脈沖模板的構建方法，具體是：第一步，分析影響脈沖模板構建系統誤差的周期；第二步，分析脈沖星的可見時間段；第三步，對稱規劃脈沖星的觀測時段；第四步，將觀測得到的光子到達時間序列轉換到太陽系質心；第五步，經過周期搜索得到最佳歷元折疊周期；第六步，通過相位對齊，將后續時段得到的恢復輪廓折合到第一個時段，從而獲得高精度的脈沖模板。應用本發明專利技術的構建方法，效果是：(1)整個過程步驟精簡；(2)本發明專利技術在考慮脈沖星的可見性的影響因素外，還分析影響脈沖模板構建精度系統誤差的周期，并以此為基礎對稱規劃脈沖星的觀測時段，能夠有效削弱系統誤差的影響，進而提高脈沖模板構建的精度。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及脈沖星觀測
，具體涉及一種脈沖星的脈沖模板的構建方法。
技術介紹
X射線脈沖星導航是一種新興的航天器自主導航方法，具有能提供高精度的參考時間基準、導航精度高、對導航敏感器精度要求較低的優勢，同衛星導航相比，X射線脈沖星導航還具有可同時服務于近地航天器和深空探測器的優勢。由于其具有廣闊的應用前景，X射線脈沖星導航技術得到了國內外的廣泛關注。經過近三十年的發展，該導航技術已經逐步從概念研究階段進入關鍵技術攻堅階段。脈沖星數據庫的構建是X射線脈沖星導航的一項關鍵技術。構建脈沖星數據庫涵蓋了脈沖星的空間分布參數、周期分布參數、信號參數等參數的測定工作。其中，脈沖星信號的脈沖模板是脈沖星信號處理的基本輸入量，也是脈沖星數據庫構建中的一項重要內容。將在軌恢復的輪廓與脈沖模板對比，可以估計出脈沖到達航天器的到達時間(Time of Arrival，TOA)。TOA是脈沖星導航的基本測量量。而若脈沖模板存在偏差，則會導致TOA的估計結果出現偏差，從而降低了導航系統的性能。因此，提供一種構建高精度的脈沖模板的方法具有重要的意義。
技術實現思路
本專利技術目的在于提供一種步驟精簡、能獲得高精度脈沖模板的脈沖星的脈沖模板的構建方法，具體技術方案如下：一種脈沖星的脈沖模板的構建方法，包括以下步驟：第一步：分析影響脈沖模板構建系統誤差的周期，具體是：根據時間轉換模型，建立誤差傳播方程，分析系統誤差的周期；第二步：分析脈沖星的可見性，具體是：考慮引力中心天體遮擋和太陽規避角兩種因素，分析脈沖星的可見性；第三步：對稱規劃脈沖星的觀測時段，具體是：根據系統誤差周期以及脈沖星的可見性，對稱選擇脈沖星的觀測時間段；第四步：將脈沖星的觀測時段的光子到達時間序列轉換到SSB，具體是：基于時間轉換模型，將光子TOA轉換到SSB；第五步：周期搜索，具體是：變化實驗周期進行歷元折疊，依據統計學原理，得到最佳折疊周期；第六步：相位對齊，具體是：計算不同時段恢復輪廓的相位差，將后續時段得到的恢復輪廓折合到第一個時段，從而獲得脈沖星的脈沖模板。以上技術方案中優選的，所述第一步中分析影響脈沖模板構建系統誤差的周期具體過程如下：考慮Roemer延遲和Shapiro延遲效應，令光子到達探測器的時間為tSC，光子到達真空SSB的時間為tSSB，時間轉換模型為表達式1)： t S S B = t S C + 1 c [ n · r S C - r S C 2 2 D 0 + ( n · r S C ) 2 2 D 0 - ( b · r S C ) D 0 + ( n · b ) ( n · r S C ) D 0 ] + Σ k = 1 9 2 μ k c 3 l n | n · p k + | | p k | | | - - - 1 ) ; ]]>其中：表達式1)中等號右邊的第二項為Roemer延遲的二階泰勒展開，表達式1)中等號右邊的第三項為Shapiro延遲效應；n是脈沖星位置矢量；rSC是航天器相對于SSB的位置矢量；c是光速；D0是脈沖星在基準傳播時間T0時的位置；b是SSB相對于太陽質心的位置矢量；pk是航天器相對于第k顆行星的位置矢量；μk為第k顆行星的引力常數；將表達式1)中pk改寫為rSC-bk，其中bk為第k顆行星相對SSB的位置矢量，得到時間轉換模型如表達式2)： t S S B = t S B + 1 c n · r S C本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種脈沖星的脈沖模板的構建方法，其特征在于，包括以下步驟：第一步：分析影響脈沖模板構建系統誤差的周期，具體是：根據時間轉換模型，建立誤差傳播方程，分析系統誤差的周期；第二步：分析脈沖星的可見性，具體是：考慮引力中心天體遮擋和太陽規避角兩種因素，分析脈沖星的可見性；第三步：對稱規劃脈沖星的觀測時段，具體是：根據系統誤差周期以及脈沖星的可見性，對稱選擇脈沖星的觀測時間段；第四步：將脈沖星的觀測時段的光子到達時間序列轉換到SSB，具體是：基于時間轉換模型，將光子TOA轉換到SSB；第五步：周期搜索，具體是：變化實驗周期進行歷元折疊，依據統計學原理，得到最佳折疊周期；第六步：相位對齊，具體是：計算不同時段恢復輪廓的相位差，將后續時段得到的恢復輪廓折合到第一個時段，從而獲得脈沖星的脈沖模板。

【技術特征摘要】
1.一種脈沖星的脈沖模板的構建方法，其特征在于，包括以下步驟：第一步：分析影響脈沖模板構建系統誤差的周期，具體是：根據時間轉換模型，建立誤差傳播方程，分析系統誤差的周期；第二步：分析脈沖星的可見性，具體是：考慮引力中心天體遮擋和太陽規避角兩種因素，分析脈沖星的可見性；第三步：對稱規劃脈沖星的觀測時段，具體是：根據系統誤差周期以及脈沖星的可見性，對稱選擇脈沖星的觀測時間段；第四步：將脈沖星的觀測時段的光子到達時間序列轉換到SSB，具體是：基于時間轉換模型，將光子TOA轉換到SSB；第五步：周期搜索，具體是：變化實驗周期進行歷元折疊，依據統計學原理，得到最佳折疊周期；第六步：相位對齊，具體是：計算不同時段恢復輪廓的相位差，將后續時段得到的恢復輪廓折合到第一個時段，從而獲得脈沖星的脈沖模板。2.根據權利要求1所述的脈沖星的脈沖模板的構建方法，其特征在于，所述第一步中分析影響脈沖模板構建系統誤差的周期具體過程如下：考慮Roemer延遲和Shapiro延遲效應，令光子到達探測器的時間為tSC，光子到達真空SSB的時間為tSSB，時間轉換模型為表達式1)： t S S B = t S C + 1 c [ n · r S C - r S C 2 2 D 0 + ( n · r S C ) 2 2 D 0 - ( b · r S C ) D 0 + ( n · b ) ( n · r S C ) D 0 ] + Σ k = 1 9 2 μ k c 3 l n | n · p k + | | p k | | | - - - 1 ) ; ]]>其中：表達式1)中等號右邊的第二項為Roemer延遲的二階泰勒展開，表達式1)中等號右邊的第三項為Shapiro延遲效應；n是脈沖星位置矢量；rSC是航天器相對于SSB的位置矢量；c是光速；D0是脈沖星在基準傳播時間T0時的位置；b是SSB相對于太陽質心的位置矢量；pk是航天器相對于第k顆行星的位置矢量；μk為第k顆行星的引力常數；將表達式1)中pk改寫為rSC-bk，其中bk為第k顆行星相對SSB的位置矢量，得到時間轉換模型如表達式2)： t S S B = t S C + 1 c n · r S C + 1 2 cD 0 [ - | | r S C | | 2 + ( nr S C ) 2 - 2 ( b · r S C ) + 2 ( n · b ) ( n · ...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭偉，王奕迪，信世軍，張大鵬，張璐，
申請(專利權)人：中國人民解放軍國防科學技術大學，
類型：發明
國別省市：湖南;43