1 / 19

Космическая навигация по пульсарам

Космическая навигация по пульсарам. Александр Родин Пущинская радиоастрономическая обсерватория АКЦ ФИАН rodin@prao.ru. План доклада. Отличие от спутниковых навигационных систем. Свойства пульсаров. Точность регистрации пульсарных импульсов. Принцип определения местоположения.

badru
Download Presentation

Космическая навигация по пульсарам

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Космическая навигация по пульсарам Александр Родин Пущинская радиоастрономическая обсерватория АКЦ ФИАН rodin@prao.ru

  2. План доклада • Отличие от спутниковых навигационных систем. • Свойства пульсаров. • Точность регистрации пульсарных импульсов. • Принцип определения местоположения. • Блок-схема пульсарной навигационной системы. • Заключение Патент № 3780345: A.Rodin, M.Sekido, Yu.Ilyasov, M.Imae, “Space navigation with pulsars”, 2006

  3. Отличие от спутниковых навигационных систем(Rodin, Sekido, Ilyasov, Imae, 2006) • Сигнал от пульсара не содержит никакой дополнительной информации, кроме собственно периодичности. • Пульсары крайне слабы, что приводит к длительным временам накопления для обеспечения приемлемого значения сигнал/шум. • До пульсаров хорошо известны только их угловые координаты. Расстояния до пульсаров известны с гораздо худшей точностью. • Пульсары обладают собственными нерегулярностями вращения, которые вызываются различными астрофизическими причинами. Такие нерегулярности можно рассматривать как аналог режима избирательного доступа, который не может быть отключён.

  4. Свойства пульсаров Плотность потока (1.4 ГГц): от 0.024до 1100 мЯн (каталог > 2000 пульсаров). 1 Ян (Jy) = 10-26 Вт/(м2 Гц) Плотность потока для некоторых пульсаров как функция частоты (Sala, Uruella, Villares et al, 2004).

  5. Свойства пульсаров • Период: от 1.39 мс до ~ 8 сек. Большинство миллисекундных пульсаров в двойных системах. У некоторых пульсаров наблюдаются глитчи: Изменения периода у четырёх рентгеновских пульсаров (White et al, 1995).

  6. Свойства пульсаров галактические координаты эклиптические координаты Распределение пульсаров по небу (Sala, Uruella, Villares et al, 2004).

  7. Свойства пульсаров Отношение сигнал/шум Отношение с/ш как функция частоты для 15 пульсаров (Sala, Uruella, Villares et al, 2004).

  8. Свойства пульсаров Яркостная температура Галактики на частоте 150 МГц в галактических координатах. Контуры от 200 до 3000К.

  9. Свойства пульсаров Карта неба в рентгеновских лучах по данным спутника ROSAT (Snowden et al 1997). 10-6 ед./сек/угл.мин2

  10. Точность регистрации пульсарных импульсов ~ W / SNR Tsys–системная температура (К), B – полоса приема (Гц), τ – время накопления (сек), W – ширина импульса (сек), P – период пульсара (сек), S – плотность потока (Ян), G – усиление антенны (Ян/К).

  11. Точность регистрации пульсарных импульсов PSR 1821-24 PSR J2124-3358

  12. Принцип определения местоположения (Rodin et al, 2006) задержка Рёмера поправка за сферичность фронта дисперсионная задержка (для радиопульсаров) релятивистская поправка где

  13. Принцип определения местоположения Пульсар Pc  R вычисляется КА измеряется Сферический фронт сигнала SSB

  14. Принцип определения местоположения - изменение наблюдаемой частоты вращения пульсара - изменение производной частоты вращения пульсара - набег вращательной фазы при коррекциях орбиты Необходим акселерометр на борту КА!

  15. V/c Изменение направления 1 % 5 % 10% 30' 3° 6° Принцип определения местоположения - коррекция частоты бортового стандарта частоты - учёт аберрации , , ,

  16. Блок-схема пульсарной навигационной системы A Pulsar 1 signal Pulsar 1 Space craft B1 Pulsar 2 signal Raw data Pulsar 3 signal Pulsar 2 B2 Control data GPS (GLONASS) satellite Mission control center UTC scale Pulsar 3 B3 UTC scale Pulsar list Space craft coordinates and distance TOA data Radio (X-ray) telescope Data processing center Pulsar observation center

  17. START Блок-схема пульсарной навигационной системы Enter raw TOA of pulse Transform TOA from spacecraft time scale to SSB scale Removing timing noise dtnoise from TOA Reduction of TOA to SSB Calculation of Ai= c (ti – ti’) and r Estimating deviation of measured position from predicted YES r - rpredict > NO Store the calculation result Orbit correction NO End of navigation YES (To space craft) END

  18. Заключение • Предложена навигационная система, основанная на приёме сигналов от пульсаров. • Определены основные требования к регистрирующей аппаратуре. • Разработан алгоритм определения местоположения.

More Related