X射线脉冲星导航数据处理与验证评估技术研究

发布时间：2020-07-23 06:33

【摘要】：X射线脉冲星导航是一种基于X射线脉冲星观测的新型天文自主导航方法,目前已步入空间演示验证阶段。为了满足X射线脉冲星导航工程应用需求,本文主要从脉冲星数据处理和脉冲星导航技术验证评估两个方面开展研究,主要内容及成果如下:1.研究了X射线脉冲星在轨数据处理方法。针对SCD等X射线探测器存在的较大随机时间延迟,阐述了随机时延影响脉冲星信号轮廓的原理,并提出了一种探测器随机时延补偿方法。针对动态信号处理中实测数据信噪比偏低的问题,提出了再估计指标函数的动态信号处理方法,提高了数据处理精度。2.研究了X射线脉冲星数据库构建数据处理方法。为在较短时间范围内获得高信噪比模板,提出了一种基于多跟踪微分器串联的脉冲星信号模板降噪方法,有效抑制了相位偏移。给出了基于空间X射线观测的脉冲星计时参数估计方法。针对导航脉冲星可能发生自转频率跃变的问题,提出了一种基于脉冲星信号峰值监测的Glitch检测方法,对保证脉冲星导航系统的完好性具有实际意义。3.设计与实现了X射线脉冲星导航空间试验地面支持软件系统。设计了一种基于“对象-数据-任务”管理的X射线脉冲星导航试验地面支持系统框架,具有对象通用性强、任务可灵活扩展的特点。研制了包括任务规划分系统、数据处理分系统和脉冲星导航验证分系统在内的X射线脉冲星导航试验地面支持系统。利用脉冲星实测数据验证了地面支持系统的有效性和对空间试验的重要支撑作用。4.设计与实现了一种X射线脉冲星导航半实物验证评估系统。提出了一种脉冲星动态信号半实物模拟方法。该方法能够以离线生成和在线实时计算两种方式产生脉冲星动态信号轮廓并输出流量按轮廓规律变化的X射线,利用时间同步系统解决了X射线光源和探测器内部时间的同步和秒长统一的问题。系统测试实验结果表明,脉冲星信号周期跟踪误差小于6%。
【学位授予单位】：国防科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V448.2
【图文】：

图 3.2 LE 探测器时间延迟分布3.1.1.2 SDD 探测器随机时延硅漂移探测器（Silicon Drift Detector，SDD）是另一种半导体探测器。目常温环境下能量分辨率最优良的探测器，在火星探测车、月球车和新型被广泛使用[150]。SDD 属于单像素点对点读出探测器，通过双面 PN 结的

Crab脉冲星轮廓修正效果曲线

第 36 页图 3.4 PSR B1821-24 脉冲星轮廓修正效果曲线校正轮廓与标准模板相比轮廓畸变严重，而校正后轮廓与标准模板延迟仅有 11.9±23.8μs。

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1 张大鹏;X射线脉冲星导航数据处理与验证评估技术研究[D];国防科技大学;2018年

本文编号：2766989