题目：基于X射线脉冲星的自主 导航技术研究

近年来，基于X射线脉冲星的航天器自主导航技术已经成为航天技术领域研究的热点。脉冲星导航不依赖地面系统、信号稳定准确且不受人为干扰，具有得天独厚的自主导航优势。X射线脉冲星导航不仅有利于降低成本，而且导航适用面广，可用于地球高轨道航天器以及深空探测航天器的导航定位。本文针对X射线脉冲星导航中的一些关键问题进行了研究。主要研究内容包括：

（1）在基础理论方面，结合不同的轨道模型分别研究了环地轨道和地球-火星转移轨道的航天器动力学模型，建立了两种轨道下的X 射线脉冲星导航系统；研究了两种传统的滤波方法，并在传统方法的基础上对无迹卡尔曼滤波进行优化，并应用与深空探测。阐述了脉冲星的基本特征以及脉冲星导航的时空基准和基础的导航算法。

（2）分析了脉冲星导航系统的影响因素。本文详细分析了滤波步长、TOA测量精度、观测脉冲星数目等因素对导航系统的精度影响，并针对EKF滤波方法，提出一种基于估计值的观测补偿方法，可有效抑制滤波发散。

（3）分别从定性和定量角度对已掌握数据的X射线脉冲星进行分类和筛选，并研究了考虑天体遮挡和探测器视场遮挡情况下的X射线脉冲星可见性问题，根据航天器在轨飞行可见的脉冲星，建立分时段的脉冲星导航星库，用于选星和导航。

（4）对单脉冲星导航系统进行了探索。从航天器的轨道特性出发，建立单脉冲星导航系统，并分析系统可观测性。在航天器对脉冲星可见的情况下，应用不同的选星方法在分时段星库中选取单颗脉冲星用于导航，比较了不同选星方法下单脉冲导航的效果。

本文的研究为 X 射线脉冲星导航的工程应用奠定了一定的理论基础，于我国开展基于X射线脉冲星自主导航的研究有重要意义。