[发明专利]一种基于脉冲星观测的航天器定速方法

权利要求书

1.一种基于脉冲星观测的航天器定速方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、获取脉冲星观测数据和参数；

步骤二、进行脉冲星动态信号处理及导航测量值解算，具体是对获取的脉冲星观测数据进行动态信号处理，对比观测轮廓与修正观测轮廓计算相应的脉冲星轮廓畸变相位差，进一步处理得到包含测量值的解算结果；脉冲星轮廓畸变相位差的计算公式如表达式16)：

其中：J(Δφ)为指标函数，Δφ为试验相位差，p(φ_i)表示脉冲星观测轮廓；φ_i表示轮廓函数的X轴系数，φ_i＝1∶k；s(φ_i；Δφ)表示在存在试验相位差Δφ的情况下修正观测轮廓；k为轮廓折叠的Bin数；

具体包括：

步骤2.1、光子时间转换，具体是采用表达式10)消除预估轨道动态的光子到达时间t′：

其中：t_SC是航天器接收到的光子到达时间；r是航天器的位置矢量，即从SSB点指向航天器X射线探测装置中心；r₀＝r(t₀)是首光子到达时刻航天器的位置矢量；n为脉冲星的方向矢量，c表示光速；

步骤2.2、进行周期搜索，具体是：先给定试验周期P＝1/f_s，并利用其进行历元折合，得到每个封装段内的光子数c_i，建立检验指标函数χ²如表达式11)：

其中：f_s为脉冲星的固有频率；k是轮廓折叠的Bin数，即封装段数；c_i为每个封装段内的光子数；为封装段的平均光子数；

脉冲信号周期的估计值采用表达式12)得到：

步骤2.3、进行轮廓恢复得到脉冲星观测轮廓p(φ_i)与修正观测轮廓s(φ_i)；

步骤2.4、根据步骤2.3所得脉冲星观测轮廓p(φ_i)与修正观测轮廓s(φ_i)求得脉冲星轮廓畸变相位差；

步骤2.5、进行测量值解算，具体是：

设定测量值解算结果为M，且有表达式17)：

其中：T_obs为观测周期；Δv₀为航天器在t₀时刻的速度偏差；表示在观测时间内由速度量到位置量的状态转移系数矩阵；

步骤三、测量值相应方程系数的解算，具体是利用航天器的预估轨道信息对状态转移矩阵进行数值积分，迭代计算获取导航测量值的相应方程系数；具体是通过表达式27)获取方程组的一组方程系数向量

其中：n_m为第m个脉冲星的方向矢量；部分按数值积分求解后为常矩阵；

步骤四、联立求解方程组即可得到航天器预估轨道与实际轨道的三轴速度偏差。

2.根据权利要求1所述的基于脉冲星观测的航天器定速方法，其特征在于，步骤一包括：

步骤1.1、确定所需观测的脉冲星；

步骤1.2、基于步骤1.1确定的所需观测的脉冲星，通过脉冲星数据库获取包括脉冲星角位置以及脉冲星自转频率的脉冲星参数；

步骤1.3、调整航天器的探测器朝向，获取脉冲星观测数据。