丁陶伟，帅平，黄良伟，张新源

中国空间技术研究院 钱学森空间技术实验室，北京 100094

X射线脉冲星属于高速旋转的中子星，具有极稳定的周期性。利用X射线脉冲星导航能够为航天器提供包括时间、位置、速度和姿态在内的全面的导航参考信息，为解决近地轨道和深空探测航天器的持续高精度自主导航难题提供了一种新思路。近十余年来，利用X射线脉冲星的航天器自主导航一直是国内外航天前沿技术研究的热点领域[1-2]。2004年，美国国防部国防预先研究计划局(DARPA)提出“X射线导航与自主定位验证(XNAV)”计划[3]，其目标是建立一个脉冲星网络，利用脉冲星辐射的X射线信号实现航天器长时间自主导航。自2005年以来，中国持续开展X射线脉冲星导航系统理论与方法研究，研制了多种类型的X射线探测器产品、脉冲星导航地面试验系统和脉冲星导航专用试验卫星[4]。2016年11月10日，中国成功发射全球首颗脉冲星导航专用试验卫星——X射线脉冲星导航1号(XPNAV-1)，率先开展脉冲星导航空间飞行试验[5-6]。2017年6月3日，美国宇航局(NASA)将“空间站X射线计时与导航技术试验(SEXTANT)”设备发射到国际空间站(ISS)上，开展脉冲星导航在轨演示验证试验[7]。该试验项目是“中子星内部结构探测器(NICER)”任务之一，其X射线计时仪的有效探测面积大于1 800 cm2，探测能谱范围为0.2～1.2 keV。

在利用X射线脉冲星的航天器自主轨道确定算法研究方面，前人已经进行了大量研究工作，主要包括针对模型不确定性的鲁棒滤波算法[8]、为降低非线……