杨成伟，郑建华

(1.中国科学院空间科学与应用研究中心，北京100190; 2.中国科学院大学，北京100190)

基于单X射线探测器的航天器深空巡航段自主导航研究*

杨成伟1，2，郑建华1

(1.中国科学院空间科学与应用研究中心，北京100190; 2.中国科学院大学，北京100190)

为提高X射线脉冲星自主导航系统的工程实用性，提出一种利用单X射线探测器的深空巡航段自主导航系统，以脉冲星的脉冲到达太阳系质心时间差值作为基本观测量，利用美国“深空一号”任务中的批处理加权最小二乘滤波算法，估计航天器的位置和速度.以“深空一号”任务星际巡航段轨道为例，进行了数学仿真，并分析了脉冲星个数、脉冲星测量数据批数及定轨周期对导航结果的影响，并同卡尔曼滤波方法进行了比较，仿真结果表明了该系统的可行性和有效性.

自主导航;脉冲星;巡航段;加权最小二乘滤波

随着中国航天科技的发展，深空探测成为重要的研究领域.在遥远的深空中，亟需提高航天器的自主导航能力，因此自主导航成为深空探测领域的关键技术之一[1].X射线脉冲星自主导航技术是近些年新兴的航天器天文导航方法，具有误差不随时间积累、完全自主性等优点，又被人们称为自然界的GPS.多位学者对X射线脉冲星自主导航技术进行了积极的探索，研究多集中在假设航天器携带多个X射线探测器，同时观测多颗脉冲星上，但从工程应用的角度考虑，这种方式实现起来较困难;因此有学者……