NOVEL CELESTIAL NAVIGATION FOR SATELLITE USING X-RAY PULSARS  

基于X射线脉冲星的新型卫星天文导航(英文)

作　　者：乔黎[1] 刘建业[1] 郑广楼[1] 贺亮 熊智[1] 

机构地区：[1]南京航空航天大学自动化学院 [2]上海航天控制工程研究所

出　　处：《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》2008年第2期101-105,共5页南京航空航天大学学报（英文版）

基　　金：国家高技术研究发展计划("八六三"计划)(2006AA704312)资助项目;江苏省研究生科研创新计划(CX07B-119z)资助项目;南京航空航天大学博士学位论文创新与创优基金(BXCY07-05)资助项目~~

摘　　要：The X-ray pulsar-based navigation is a novel technology for the satellite autonomous navigation. The position and the velocity of the satellite are deterimined by using the pulse phases detected at the satellite and predicted by the pulse timing models. With the detected pulse phase, the satellite position with respect to the Earth center can be calculated along the line-of-sight to the pulsar. Using three pulsars, the satellite position in the in- ertial frame can be resolved. The extended Kalman filter （EKF） algorithm is designed to incorporate the range measurements with the satellite dynamics. Simulation verification shows that the proposed algorithm can accu- rately determine the satellite orbit, with the position error less than 100 m. Furthermore, the factors influencing the navigation performance are also discussed.基于X射线脉冲星导航(XNAV)是一种新型的卫星自主导航技术。使用卫星上的相位测量值和脉冲星钟预报的相位值,可以确定卫星的位置和速度。由探测到的脉冲相位,计算出沿着脉冲星视线方向的卫星相对于地心的距离。同时测量三颗脉冲星,就可以计算出卫星在惯性系下的位置。结合距离测量方程和轨道动力学,设计了广义卡尔曼滤波算法。仿真验证表明,该导航算法能实现卫星的精确导航,定轨精度在百米以内。此外还分析了影响导航性能的因素。

关 键 词：NAVIGATION Kalman filtering X-ray pulsar 

分 类 号：V249.32[航空宇航科学与技术—飞行器设计]