【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及脉冲星导航的一种信号处理算法，属于航天航空的脉冲星信号处理。
技术介绍
1、脉冲星是一种可观测到周期信号的天体，由于距离遥远，因此通常情况下所观测到的信号十分微弱。对于脉冲星导航应用，最重要的是脉冲星信号到达时间的测量问题。脉冲星信号的波形特征是用来检测信号到达时间的一个参数，通常是采用波形匹配的方法获得信号的延时测量。由于脉冲星信号十分微弱，在利用信号波形特征提取脉冲星信号到达时间参数的方法中，要求采用大面积的探测器以获取足够的脉冲星信号，或通过长时间的信号积累才能获得足够好的波形参数，上述两项要求是不利于卫星导航应用的，特别是在微小卫星应用中更是困难。
技术实现思路
1、针对现有脉冲星导航应用存在的问题，本专利技术提供一种基于超快速傅里叶变换算法脉冲星导航信号估计方法,该方法是不依赖波形特征的脉冲星信号到达时间的快速检测方法，可实现脉冲星信号到达时间的快速检测，其到达时间测量精度也可以提高，为脉冲星导航应用提供了一种实际有效的技术途径。。
2、本专利技术所述基于超快速傅里叶变换算法脉冲星导航信号估计方法，该方法包括以下步骤：
3、s1、对航天器接收到的x射线脉冲星光子信号x(t)进行时域信号采样，获得脉冲星时域信号x(n)，n＝0,1,…,n-1，n为时域采样点数量；
4、s2、通过脉冲星时域信号x(n)进行特征分析，判断其是否满足超快速傅里叶变换要求，对于满足要求的脉冲星信号，进行步骤s3的超快速傅里叶变换，对不满足要求的脉冲
5、s3、对于满足要求的脉冲星信号，进行超快速傅里叶变换，超快速傅里叶变换频谱函数为：
6、式中，k为频率；
7、q[x(n)]为时域信号量化值，
8、s4、判断脉冲星特征频率kp的频谱值x(kp)是否为局部峰值，若是，执行步骤s5，若不是，继续执行本步骤，对接收到脉冲星信号进行判断；
9、s5、获取脉冲星特征频率信号xc(n)：
10、
11、式中，xr(kp)与xi(kp)分别为x(kp)实部和虚部；
12、s6、利用过零点检测获得脉冲星特征频率kp处的相对频域相位估计值
13、s7、根据光传播过程中的相位不变原理，以及步骤s6获得的频域相位估计值建立航天器在脉冲星方向矢量上的位置增量导航模型，来实现脉冲星信号位置估计。
14、优选地，步骤s1中按下式获得脉冲星时域信号x(n)：
15、x(n)＝∑x(t)δ(t-nts)
16、式中，ts为采样时间，δ(·)为狄拉克函数。
17、优选地，步骤s2中对脉冲星时域信号x(n)进行特征分析，判断其是否满足超快速傅里叶变换要求的过程为：
18、统计x(n)信号中取值为0和1的采样点数目之和占总采样点的比例r：
19、
20、当r＞rth时，认为满足超快速傅里叶变换要求，式中rth为给定阈值，rth取值0.9。
21、优选地，步骤s4判断脉冲星特征频率kp的频谱值x(kp)是否为局部峰值的过程为：
22、计算频率为kp-1，kp及kp+1频率处的频谱值x(kp-1)，x(kp)和x(kp+1)，若x(kp)为这三个频谱值中的最大值，则认为它为局部峰值；
23、脉冲星特征频率t为脉冲星信号周期。
24、优选地，步骤s6利用过零点检测获得脉冲星特征频率kp处的频域相位估计值的过程为：
25、令xc(n)＝0获取过零相位
26、则脉冲星特征频率kp处的相对相位信号为：
27、优选地，步骤s7的位置增量导航模型为：
28、
29、式中，np为脉冲星单位方向矢量，从数据库查询获取；λ表示脉冲星的波长；
30、r(tk)、r(tk-1)分别表示tk、tk-1时刻的探测器位置矢量
31、为对应的由上述过程计算得到的频域相位估计值；
32、根据tk-1时刻的探测器位置矢量r(tk-1)及计算得到的频域相位估计值来估计tk时刻的探测器位置矢量r(tk)。
33、本专利技术的有益效果：本专利技术所述的是一种直接脉冲星光子到达时间序列信息进行到达时间估计的方法，不依赖于脉冲星的轮廓或波形信息，且结合脉冲星信号的特点提出的超快速傅里叶变换算法不使用乘法运算，只含有加法运算，极大提高了脉冲星信号的处理速度。
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1.基于超快速傅里叶变换算法脉冲星导航信号估计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述基于超快速傅里叶变换算法脉冲星导航信号估计方法，其特征在于，步骤S1中按下式获得脉冲星时域信号x(n)：
3.根据权利要求1所述基于超快速傅里叶变换算法脉冲星导航信号估计方法，其特征在于，步骤S2中对脉冲星时域信号x(n)进行特征分析，判断其是否满足超快速傅里叶变换要求的过程为：
4.根据权利要求1所述基于超快速傅里叶变换算法脉冲星导航信号估计方法，其特征在于，步骤S4判断脉冲星特征频率kp的频谱值X(kp)是否为局部峰值的过程为：
5.根据权利要求1所述基于超快速傅里叶变换算法脉冲星导航信号估计方法，其特征在于，步骤S6利用过零点检测获得脉冲星特征频率kp处的频域相位估计值的过程为：
6.根据权利要求1所述基于超快速傅里叶变换算法脉冲星导航信号估计方法，其特征在于，步骤S7的位置增量导航模型为：
【技术特征摘要】
1.基于超快速傅里叶变换算法脉冲星导航信号估计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述基于超快速傅里叶变换算法脉冲星导航信号估计方法，其特征在于，步骤s1中按下式获得脉冲星时域信号x(n)：
3.根据权利要求1所述基于超快速傅里叶变换算法脉冲星导航信号估计方法，其特征在于，步骤s2中对脉冲星时域信号x(n)进行特征分析，判断其是否满足超快速傅里叶变换要求的过程为：
4.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘通，
申请(专利权)人：湖南赛德雷特卫星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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