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X 射线脉冲星自主导航研究

X 射线脉冲星自主导航研究. 报 告 人 : 邓新坪 报告时间： 2013 年 8 月 22 日. X 射线脉冲星自主导航研究. X 射线脉冲星自主导航关键环节及存在的主要问题 X 射线脉冲星自主导航状态方程与基本测量方程 X 射线脉冲星自主导航仿真 X 射线脉冲星自主导航仿真软件. X 射线脉冲星自主导航研究. X 射线脉冲星自主导航关键环节及存在的主要问题 X 射线脉冲星自主导航状态方程与基本测量方程 X 射线脉冲星自主导航仿真 X 射线脉冲星自主导航仿真软件. 关键环节及存在的主要问题. 3 、 ToA 测量. 1 、测量脉冲轮廓获取.

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Presentation Transcript

  1. X射线脉冲星自主导航研究 报告人: 邓新坪 报告时间：2013年8月22日

  2. X射线脉冲星自主导航研究 • X射线脉冲星自主导航关键环节及存在的主要问题 • X射线脉冲星自主导航状态方程与基本测量方程 • X射线脉冲星自主导航仿真 • X射线脉冲星自主导航仿真软件

  3. X射线脉冲星自主导航研究 • X射线脉冲星自主导航关键环节及存在的主要问题 • X射线脉冲星自主导航状态方程与基本测量方程 • X射线脉冲星自主导航仿真 • X射线脉冲星自主导航仿真软件

  4. 关键环节及存在的主要问题 3、ToA测量 1、测量脉冲轮廓获取 4、ToA预报 2、脉冲互相关处理 5、ToA残差计算 6、导航滤波

  5. X射线脉冲星自主导航研究 • X射线脉冲星自主导航关键环节及存在的主要问题 • X射线脉冲星自主导航状态方程与基本测量方程 • X射线脉冲星自主导航仿真 • X射线脉冲星自主导航仿真软件

  6. 状态方程与基本测量方程

  7. X射线脉冲星自主导航研究 • X射线脉冲星自主导航关键环节及存在的主要问题 • X射线脉冲星自主导航状态方程与基本测量方程 • X射线脉冲星自主导航仿真 • X射线脉冲星自主导航仿真软件

  8. 脉冲星天文学知识回顾

  9. 脉冲星选取准则

  10. 脉冲星参数 • 基本参数 • 频谱模型参数

  11. 时间噪声与周期跃变 周期跃变参数 含有周期跃变的ToA残差 PPTA射电观测ToA残差

  12. X射线ToA白噪声 • 信噪比 • 白噪声参数 • A :6500cm^2 • Bx:2.0 mCrab

  13. X射线脉冲星自主导航研究 • X射线脉冲星自主导航关键环节及存在的主要问题 • X射线脉冲星自主导航状态方程与基本测量方程 • X射线脉冲星自主导航仿真 • X射线脉冲星自主导航仿真软件

  14. 考虑时间噪声的最小二乘仿真基础

  15. 仿真实现射电ToA残差 仿真数据 仿真实现射电与X射线ToA残差

  16. 仿真情况总结

  17. 绝对位置与轨道元素确定

  18. 星上时钟误差校正

  19. 时间模型更新

  20. 仿真误差棒平均值 仿真误差标准差 仿真结果总结

  21. 时间噪声对导航精度影响的进一步测试1

  22. 时间噪声对导航精度影响的进一步测试2

  23. 考虑时间噪声的最小二乘X射线脉冲星自主导航仿真小结考虑时间噪声的最小二乘X射线脉冲星自主导航仿真小结

  24. X射线脉冲星自主导航研究 • X射线脉冲星自主导航关键环节及存在的主要问题 • X射线脉冲星自主导航状态方程与基本测量方程 • X射线脉冲星自主导航仿真 • X射线脉冲星自主导航仿真软件

  25. 滤波方法比较 • 最小二乘 • 加权直接求解最小二乘 • 加权迭代求解最小二乘 • 非加权迭代求解最小二乘 • EKF • 测试EKF对状态噪声参数的敏感性 • 测试EKF对测量噪声参数的敏感性 • UKF • 改进以提高计算效率 • 双差EKF • 用来抑制甚至消除脉冲星无关误差对导航精度的影响 • 时钟误差、爱因斯坦延迟计算误差等

  26. 基于最小二乘的X射线脉冲星自主导航仿真要点基于最小二乘的X射线脉冲星自主导航仿真要点

  27. 直接求解加权最小二乘 易失效

  28. 迭代求解加权最小二乘 精度高、有失效的可能

  29. 迭代求解非加权最小二乘 精度低、有失效的可能

  30. 基于EKF的X射线脉冲星自主导航仿真要点

  31. EKF对系统噪声参数的敏感性测试 系统噪声参数设置情况总结 测量噪声参数按照真实值进行设置

  32. EKF对测量噪声参数的敏感性测试 测量噪声设为1 重做前面六组仿真

  33. 最小二乘和EKF比较

  34. 基于双差EKF的X射线脉冲星自主导航仿真

  35. 基于UKF的X射线脉冲星自主导航仿真

  36. X射线脉冲星自主导航仿真总结

  37. X射线脉冲星自主导航研究 • X射线脉冲星自主导航关键环节及存在的主要问题 • X射线脉冲星自主导航状态方程与基本测量方程 • X射线脉冲星自主导航仿真 • X射线脉冲星自主导航仿真软件

  38. 软件功能和模块

  39. 软件测试

  40. 展望 • 如何获得精确的X射线ToA白噪声幅值？ • 模糊度问题？ • 深空的到达时间转换问题？ • 星上处理器设计？ • 空间飞行验证？ • 其他问题？

  41. 谢谢！ 敬请批评指正！

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