一种脉冲星的脉冲模板的构建方法技术

本发明专利技术提供一种脉冲星的脉冲模板的构建方法，具体是：第一步，分析影响脉冲模板构建系统误差的周期；第二步，分析脉冲星的可见时间段；第三步，对称规划脉冲星的观测时段；第四步，将观测得到的光子到达时间序列转换到太阳系质心；第五步，经过周期搜索得到最佳历元折叠周期；第六步，通过相位对齐，将后续时段得到的恢复轮廓折合到第一个时段，从而获得高精度的脉冲模板。应用本发明专利技术的构建方法，效果是：(1)整个过程步骤精简；(2)本发明专利技术在考虑脉冲星的可见性的影响因素外，还分析影响脉冲模板构建精度系统误差的周期，并以此为基础对称规划脉冲星的观测时段，能够有效削弱系统误差的影响，进而提高脉冲模板构建的精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及脉冲星观测
，具体涉及一种脉冲星的脉冲模板的构建方法。
技术介绍
X射线脉冲星导航是一种新兴的航天器自主导航方法，具有能提供高精度的参考时间基准、导航精度高、对导航敏感器精度要求较低的优势，同卫星导航相比，X射线脉冲星导航还具有可同时服务于近地航天器和深空探测器的优势。由于其具有广阔的应用前景，X射线脉冲星导航技术得到了国内外的广泛关注。经过近三十年的发展，该导航技术已经逐步从概念研究阶段进入关键技术攻坚阶段。脉冲星数据库的构建是X射线脉冲星导航的一项关键技术。构建脉冲星数据库涵盖了脉冲星的空间分布参数、周期分布参数、信号参数等参数的测定工作。其中，脉冲星信号的脉冲模板是脉冲星信号处理的基本输入量，也是脉冲星数据库构建中的一项重要内容。将在轨恢复的轮廓与脉冲模板对比，可以估计出脉冲到达航天器的到达时间(Time of Arrival，TOA)。TOA是脉冲星导航的基本测量量。而若脉冲模板存在偏差，则会导致TOA的估计结果出现偏差，从而降低了导航系统的性能。因此，提供一种构建高精度的脉冲模板的方法具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种步骤精简、能获得高精度脉冲模板的脉冲星的脉冲模板的构建方法，具体技术方案如下：一种脉冲星的脉冲模板的构建方法，包括以下步骤：第一步：分析影响脉冲模板构建系统误差的周期，具体是：根据时间转换模型，建立误差传播方程，分析系统误差的周期；第二步：分析脉冲星的可见性，具体是：考虑引力中心天体遮挡和太阳规避角两种因素，分析脉冲星的可见性；第三步：对称规划脉冲星的观测时段，具体是：根据系统误差周期以及脉冲星的可见性，对称选择脉冲星的观测时间段；第四步：将脉冲星的观测时段的光子到达时间序列转换到SSB，具体是：基于时间转换模型，将光子TOA转换到SSB；第五步：周期搜索，具体是：变化实验周期进行历元折叠，依据统计学原理，得到最佳折叠周期；第六步：相位对齐，具体是：计算不同时段恢复轮廓的相位差，将后续时段得到的恢复轮廓折合到第一个时段，从而获得脉冲星的脉冲模板。以上技术方案中优选的，所述第一步中分析影响脉冲模板构建系统误差的周期具体过程如下：考虑Roemer延迟和Shapiro延迟效应，令光子到达探测器的时间为tSC，光子到达真空SSB的时间为tSSB，时间转换模型为表达式1)： t S S B = t S C + 1 c [ n · r S C - r S C 2 2 D 0 + ( n · r S C ) 2 2 D 0 - ( b · r S C ) D 0 + ( n · b ) ( n · r S C ) D 0 ] + Σ k = 1 9 2 μ k c 3 l n | n · p k + | | p k | | | - - - 1 ) ; ]]>其中：表达式1)中等号右边的第二项为Roemer延迟的二阶泰勒展开，表达式1)中等号右边的第三项为Shapiro延迟效应；n是脉冲星位置矢量；rSC是航天器相对于SSB的位置矢量；c是光速；D0是脉冲星在基准传播时间T0时的位置；b是SSB相对于太阳质心的位置矢量；pk是航天器相对于第k颗行星的位置矢量；μk为第k颗行星的引力常数；将表达式1)中pk改写为rSC-bk，其中bk为第k颗行星相对SSB的位置矢量，得到时间转换模型如表达式2)： t S S B = t S B + 1 c n · r S C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉冲星的脉冲模板的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：分析影响脉冲模板构建系统误差的周期，具体是：根据时间转换模型，建立误差传播方程，分析系统误差的周期；第二步：分析脉冲星的可见性，具体是：考虑引力中心天体遮挡和太阳规避角两种因素，分析脉冲星的可见性；第三步：对称规划脉冲星的观测时段，具体是：根据系统误差周期以及脉冲星的可见性，对称选择脉冲星的观测时间段；第四步：将脉冲星的观测时段的光子到达时间序列转换到SSB，具体是：基于时间转换模型，将光子TOA转换到SSB；第五步：周期搜索，具体是：变化实验周期进行历元折叠，依据统计学原理，得到最佳折叠周期；第六步：相位对齐，具体是：计算不同时段恢复轮廓的相位差，将后续时段得到的恢复轮廓折合到第一个时段，从而获得脉冲星的脉冲模板。

【技术特征摘要】
1.一种脉冲星的脉冲模板的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：分析影响脉冲模板构建系统误差的周期，具体是：根据时间转换模型，建立误差传播方程，分析系统误差的周期；第二步：分析脉冲星的可见性，具体是：考虑引力中心天体遮挡和太阳规避角两种因素，分析脉冲星的可见性；第三步：对称规划脉冲星的观测时段，具体是：根据系统误差周期以及脉冲星的可见性，对称选择脉冲星的观测时间段；第四步：将脉冲星的观测时段的光子到达时间序列转换到SSB，具体是：基于时间转换模型，将光子TOA转换到SSB；第五步：周期搜索，具体是：变化实验周期进行历元折叠，依据统计学原理，得到最佳折叠周期；第六步：相位对齐，具体是：计算不同时段恢复轮廓的相位差，将后续时段得到的恢复轮廓折合到第一个时段，从而获得脉冲星的脉冲模板。2.根据权利要求1所述的脉冲星的脉冲模板的构建方法，其特征在于，所述第一步中分析影响脉冲模板构建系统误差的周期具体过程如下：考虑Roemer延迟和Shapiro延迟效应，令光子到达探测器的时间为tSC，光子到达真空SSB的时间为tSSB，时间转换模型为表达式1)： t S S B = t S C + 1 c [ n · r S C - r S C 2 2 D 0 + ( n · r S C ) 2 2 D 0 - ( b · r S C ) D 0 + ( n · b ) ( n · r S C ) D 0 ] + Σ k = 1 9 2 μ k c 3 l n | n · p k + | | p k | | | - - - 1 ) ; ]]>其中：表达式1)中等号右边的第二项为Roemer延迟的二阶泰勒展开，表达式1)中等号右边的第三项为Shapiro延迟效应；n是脉冲星位置矢量；rSC是航天器相对于SSB的位置矢量；c是光速；D0是脉冲星在基准传播时间T0时的位置；b是SSB相对于太阳质心的位置矢量；pk是航天器相对于第k颗行星的位置矢量；μk为第k颗行星的引力常数；将表达式1)中pk改写为rSC-bk，其中bk为第k颗行星相对SSB的位置矢量，得到时间转换模型如表达式2)： t S S B = t S C + 1 c n · r S C + 1 2 cD 0 [ - | | r S C | | 2 + ( nr S C ) 2 - 2 ( b · r S C ) + 2 ( n · b ) ( n · ...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑伟，王奕迪，信世军，张大鹏，张璐，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43