《X射線脈衝星輔助增強北斗導航定位技術研究》是依託西安電子科技大學，由許錄平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：X射線脈衝星輔助增強北斗導航定位技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：許錄平
- 依託單位：西安電子科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
隨著衛星導航系統套用的不斷普及和深入，人們對導航精度的要求越來越高，而在軍事中的套用又要求其具有良好的自主導航能力，以抗擊干擾和適應導航戰的軍事需求。為此，本項目將緊密結合北斗衛星導航系統高精度自主導航的迫切需要，分析影響北斗導航定位精度和自主性的因素，建立北斗衛星時鐘和星曆的誤差模型，研究基於X射線脈衝星的導航衛星時鐘校正方法，以提高星載時間精度，降低地面站對衛星時間的校準次數；提出基於X射線脈衝星的導航衛星星間偽距測量方法，研究利用星間偽距進行衛星星曆和時鐘參數的校驗方法；提出基於X射線脈衝星的衛星姿態獲取方法，以確定衛星俯仰、滾動和偏航姿態角等信息，用以校正衛星星座的整體旋轉誤差；研究基於X射線脈衝星和星載捷聯慣導的組合導航方法，實現導航衛星的容錯處理與自主導航信息生成，提高北斗衛星導航系統的自主性、不間斷性和魯棒性。
結題摘要
本項目研究了利用脈衝星獲取太空飛行器姿態、位置、速度信息，以及與導航相關的脈衝星信號處理技術、組合導航方法。為減少X射線脈衝星信號辨識所需的觀測時間，提出一種基於輪廓光子分布統計量的辨識算法。基於此，為滿足深空探測器的精確定姿需求，提出了一種慣性測量單元（IMU）輔助的Ｘ射線脈衝星定姿方法，進而提出了一種改進的基於X射線脈衝星能量觀測信息和最小誤差熵算法的太空飛行器自主定姿方法；提出了脈衝星TOA和星敏感器星光角距測量結合的信息融合天文自主導航方法，利用雷射光量子模擬脈衝星X射線輻射光子的半物理仿真系統進行了算法驗證，並基於無跡卡爾曼濾波(Unscented Kalman Filter，UKF)使用真軌道參數做了仿真試驗；為了提高脈衝星輻射脈衝信號辨識的效果和速度，提出了一種基於S 變換的脈衝星輻射脈衝信號辨識算法；為了提高脈衝星輻射脈衝信號的檢測速度和在低信噪比下的檢測效果，提出了一種基於S變換的脈衝星輻射脈衝信號檢測算法；提出了基於最大似然估計的X射線信號相位估計方法，使用數學模型分析了X射線脈衝星信號，重新定義了一種新的TOA過程，利用最大似然方法估計脈衝星信號相位；提出了一類基於時頻熵的X射線脈衝星信號恆虛警率檢測算法；基於X射線脈衝星的空間聯合差分定位模式，推導了脈衝TOA預測模型的誤差修正公式；為了能更快速驗證所提出的導航方法，設計了一種X射線脈衝星信號的快速產生算法，利用高斯成分擬合脈衝星輪廓，將脈衝星信號拆分成信號和噪聲分別產生；從提高導航精度的角度出發，提出了一種新的基於脈衝星矢量觀測的增強方法，進而提出了基於X射線脈衝星的衛星空間聯合定位算法，進一步提出了基於聯合定位的TOA預測模型誤差修正算法。這些研究成果為X射線脈衝星輔助增強北斗導航定位技術的研究和實現奠定了基礎。 課題組在完成項目研究內容的同時，發表了三十多篇SCI/EI高水平學術論文,申請國家發明專利二十多項，獲得陝西省科學技術二等獎，培養博士生6名，碩士生6名。
