[发明专利]X射线脉冲星导航终端测试系统及其方法

说明书

本发明涉及X射线脉冲星导航终端测试系统及其方法，利用单能X射线源模拟X射线脉冲星辐射的光子，分别通过直流X射线管加载空间背景噪声以及电子源模拟器加载电子噪声后，在真空环境下被脉冲星导航终端即X射线探测器接收，数据发送到控制器处理分析并由显示屏显示。本发明实现为导航终端测试提供类似空间动态观测光子信号的目的，为脉冲星导航终端研制和应用选型提供了高逼真测试环境。

技术领域

本发明属于X射线脉冲星导航技术领域，具体涉及一种X射线脉冲星导航终端测试系统及其方法。

背景技术

X射线脉冲星导航是一种新型空间天文自主导航技术，X射线脉冲星辐射的脉冲信号具有高稳定周期特性和高稳态轮廓特征，能够为航天器深空自主导航提供良好的时间基准和空间参考基准，具有潜在的深空应用价值。作为一种新型导航技术，其在进行空间搭载试验和导航应用之前需要对导航终端进行大量试验研究，而脉冲星发出的X射线是无法穿过大气层到达地面，这就需要在地面建立X射线脉冲星及空间环境模拟源。

虽然国内针对X射线脉冲星导航建立了相关的地面模拟源，但目前模拟源只能对X射线脉冲星静态信号进行模拟，而实际中在轨探测器接收到的是包含了轨道信息、空间效应等信息的动态X射线脉冲信号，而且还夹杂着非常复杂的空间环境噪声。随着脉冲星导航技术研究深入，目前X射线脉冲星地面模拟源已无法满足地面试验需求。为了在地面更好地验证脉冲星导航算法及体制，需要一套能模拟航天器在轨状态观测到的动态脉冲星信号，并能验证导航整个过程的测试评估系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种X射线脉冲星导航终端测试系统及其方法，解决现有技术中存在的分散测试、数值仿真及非全物理测试等缺点，能够提供脉冲星导航终端测试的全物理全过程的条件，实现导航终端在地面上对导航终端性能评估，为脉冲星导航空间试验和工程应用优选出最佳的载荷。

本发明所采用的技术方案为：

X射线脉冲星导航终端测试系统，其特征在于：

包括光子产生及探测区、控制及数据处理区和终端演示区；

光子产生及探测区包括真空管及其前端设置的栅控X射线管和后端设置的X射线探测器；栅控X射线管上连接有调制信号源；栅控X射线管包括直流X射线管和单能X射线源；真空管后端的X射线探测器入射端设置有斜向的电子源模拟器；

控制及数据处理区包括控制器，控制器分别与调制信号源和X射线探测器互联；

终端演示区包括显示屏，显示屏与控制器互联。

真空管前端的栅控X射线管发射端设置有准直镜。

真空管上连接有真空抽气机组，包括真空计、机械泵和分子泵。

光子产生及探测区内设置有为真空抽气机组和栅控X射线管供电的电源。

控制及数据处理区的控制器连接上位机、服务器和磁盘。

X射线脉冲星导航终端测试方法，其特征在于：

包括以下步骤：

利用单能X射线源模拟X射线脉冲星辐射的X射线光子，分别通过直流X射线管加载空间背景噪声以及电子源模拟器加载电子噪声后，在真空环境下被脉冲星导航终端即X射线探测器接收，数据发送到控制器处理分析并由显示屏显示。

控制器通过调制信号源与由单能X射线源和直流X射线管组成的栅控X射线管连接，控制器向调制信号源发送脉冲星信息，由调制信号源将数值化脉冲轮廓调制成栅控X射线管可识别的电压信号发送到栅控X射线管。

栅控X射线管和X射线探测器分别设置于真空管的前后端，真空管前端的栅控X射线管发射端设置有准直镜，准直后得到准平行光。