脉冲星导航中最优脉冲星组合选取方法

褚永辉 王大轶 黄翔宇

（1北京控制工程研究所，北京100190）（2空间智能控制技术重点实验室，北京100190）

1 引言

脉冲星自主导航是近年来国内外广泛研究的热点［1］。根据信号辐射频段和能谱的不同，脉冲星分为不同的类型。其中，X射线脉冲星具有稳定的周期，且信号利于轻小型敏感器检测，因此，X射线脉冲星成为脉冲星导航的首选观测对象［2］。由于观测手段的限制，目前，特征参数准确、能够提供导航信息的X射线脉冲星并不多。如何在为数不多的脉冲星中根据探测任务的需要选取最优的导航脉冲星成为一个关键问题。

在X射线脉冲星导航系统中，基本观测量是脉冲到达时间（Time of Arrival，TOA），航天器通过同一脉冲到达航天器和太阳系质心（Solar System Barycenter，SSB）的时间之差（Time Difference of Arrival，TDOA）来确定轨道。根据误差协方差分析方法，影响导航误差的因素有导航目标空间几何位置分布和测量误差。TDOA转换成距离就是探测器的位置矢量在脉冲星方向上的投影，与脉冲星和航天器的位置关系密切相关，因此脉冲星的空间分布势必会影响导航误差。同时，脉冲星导航的间接观测量是通过测量脉冲轮廓和标准脉冲轮廓对比获得的，测量脉冲轮廓又是通过对光子的时间序列经过历元折叠得到，因此光子的测量误差直接影响测量脉冲轮廓的精度，所以导航观测量的获取还与光子测量误差直接相关。

目前，对于脉冲星导航的研究主要集中在导航原理方面［2-3］，而对导航脉冲星组合优选问题的研究较少。……