基于快速最大似然估計(jì)的脈沖星時(shí)間延遲測(cè)量方法.pdf

1、脈沖星是一種快速旋轉(zhuǎn)的磁化中子星，其輻射信號(hào)具有極其穩(wěn)定的周期性，被譽(yù)為自然界最穩(wěn)定的天然時(shí)鐘。根據(jù)這一特點(diǎn)，X射線脈沖星能夠?yàn)榻剀壍?、深空探測(cè)和星際飛行的航天器提供全天時(shí)、全天候、高精度的導(dǎo)航參數(shù)信息，滿足航天器在深空探測(cè)和星際飛行中的高精度自主導(dǎo)航和控制需求。因此，X射線脈沖星導(dǎo)航在自主導(dǎo)航方面具有廣泛的工程應(yīng)用價(jià)值，日益成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。
　　在X射線脈沖星導(dǎo)航系統(tǒng)（X-ray Pulsar-based Navig

2、ation,XPNAV）中，脈沖光子到達(dá)時(shí)間差(Time Difference of Arrival,TDOA)測(cè)量是關(guān)鍵技術(shù)之一，其測(cè)量精度決定了航天器測(cè)速、定位和定時(shí)的精度。TDOA的測(cè)量精度主要取決于脈沖星測(cè)量脈沖輪廓與標(biāo)準(zhǔn)脈沖輪廓之間的時(shí)間延遲測(cè)量精度。因此，本文針對(duì)脈沖星時(shí)間延遲測(cè)量，研究了一種快速最大似然估計(jì)（Fast Maximum Likelihood,FML）時(shí)間延遲測(cè)量方法，該方法通過歷元折疊提取脈沖星脈沖輪廓，再建

3、立似然函數(shù)，最后通過求最大似然函數(shù)得到X射線脈沖星脈沖輪廓時(shí)間延遲量。本文通過縮小標(biāo)準(zhǔn)脈沖輪廓相位間隔對(duì)快速最大似然估計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的方法使標(biāo)準(zhǔn)脈沖輪廓包含更多的相位信息，進(jìn)一步提高脈沖星時(shí)間延遲量的測(cè)量精度。
　　基于美國羅希X射線時(shí)變探測(cè)器(RXTE)觀測(cè)到的脈沖星實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，從觀測(cè)時(shí)間、相位間隔、Shapiro延遲項(xiàng)、Doppler效應(yīng)和運(yùn)算量等方面，對(duì)FML算法進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，并與頻域Taylor FFT算法進(jìn)行比較。實(shí)