[发明专利]基于空间调制的星体角位置强度关联测量系统及方法

说明书

一种基于空间调制的星体角位置强度关联测量系统及方法，其构成包括待测脉冲星、第一金属孔屏、第一单像素探测器、第一固定平台、第二金属孔屏、第二单像素探测器、第二固定平台和计算机，脉冲星射线源发出的光经过第一金属孔屏和第一单像素探测器作为光路A，脉冲星射线源发出的光经过第二金属孔屏和第二单像素探测器作为光路B。本发明是对两光路进行关联运算，其中光路A不动，光路B旋转。当使得两光路的二阶相关度最大时，记录下此刻两金属孔屏的角度信息，利用基于空间调制的星体角位置强度关联测量系统的几何关系，最终得到两光路的待测张角信息。本发明基于光场高阶关联特性，具备对待测目标星体实现高精度角位置测量的优势。

技术领域

本发明涉及脉冲星的导航领域，是一种基于空间调制的星体角位置强度关联测量系统及方法。

背景技术

脉冲星作为中子星的一种，有着发送周期性脉冲的特点，可以被用于深空自主导航。尤其是毫秒脉冲星，其拥有着稳定的周期，发射的电磁波频段为微波和X射线的范围，利用X射线进行探测极限分辨率高，比可见光高数个量级。考虑到测量中存在湍流、宇宙噪声等不利的影响因素，采用基于统计光学的二阶强度关联测量方法进行处理有望克服噪声影响，实现高分辨脉冲星观测。

强度关联干涉测量的干涉条纹的半高全宽(FWHM)表现为散斑的横向相干尺寸，只有在该尺寸内散斑才能关联上，其空间相干尺度为对于有限尺寸的热光源，光源到散射介质的距离越大，则空间相干尺度越大；光源尺寸越小，则空间相干尺度越大。毫秒脉冲星发出的X射线的相干时间较短，以能量分辨率估计探测器的时间分辨率为ps或fs量级，而现有的探测器的时间分辨率方能达到ns量级，尚未达到要求。

在先技术1(杨廷高，高玉平，一种普适性的脉冲星自主导航测量模型构建方法，CN104316048B)，通过给出脉冲星脉冲到达飞行器时刻和脉冲星发射时刻之间的理论关系，从而实现脉冲星的导航。

在先技术2(赵生妹，梁文强，陈超，董小亮，一种基于角位置纠缠的量子关联成像方法，CN104407485A)，通过将被成像物体信息编码成不同角度的角缝，并将不同的角缝加载到光束上。由于符合计数与角缝角度间存在着单调的函数关系，可根据符合计数值在参考光路获得物体的信息，得到物体的成像。

在先技术3(陈君，一种物质波关联成像产生方法及其装置，CN103412304A)，通过将投射物体后的信号物质波进行桶测量并与所述参考物质波进行空间关联，获得物体的图像。

在先技术4(陈智鹏，量子成像方法及量子成像系统，CN102087411A)，通过对所述物体进行多次关联测量，利用压缩感知算法对关联测量的数据进行信号处理，获得所述物体的图像。

在先技术5(方美华，张贺，刘猛，郭义盼，段凯，陈明，魏志勇，X射线脉冲星空间导航的地面模拟定位系统及定位方法，CN110068339A)，通过X射线放射源与坐标系中探测器之间的位置关系，计算出X射线放射源的坐标位置。

在先技术6(陈希浩，孟少英，孔繁慧，吴炜，付强，张静，夏玉敏，基于低通滤波的超分辨率关联成像系统及成像方法，CN107219638A)，根据阈值将每个时序点获得的面阵数据信号依次通过参考臂空间滤波器或探测臂空间滤波器进行低通滤波运算，最后将参考臂光路和探测臂光路获得的这两组面阵数据按照传统热光关联成像的原理和方法进行处理则实现对待成像物体实现超分辨率关联成像。

在先技术7(杨廷高，高玉平，基于脉冲星的导航星座时间同步和定向参数测量方法，CN104316056B)，在应用星间链路导航技术的情况下，以脉冲星时空参考架为参考基准，测量导航星座整体旋转和实现导航星座时间同步。通过选定一颗导航卫星来观测脉冲星，从而提出了单站观测法；通过选定两颗导航卫星来观测同一颗脉冲星，从而提出了较差观测法。