【摘 要】
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近几年兴起的脉冲星导航技术研究主要基于到达时间观测量,而脉冲星还具有显著的偏振特征,其偏振观测应含有观测者与脉冲星空间轴的方位信息;若参考点稳定的偏振角已知,则偏振观测
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近几年兴起的脉冲星导航技术研究主要基于到达时间观测量,而脉冲星还具有显著的偏振特征,其偏振观测应含有观测者与脉冲星空间轴的方位信息;若参考点稳定的偏振角已知,则偏振观测也可获得观测者相对于参考偏振面的相对方位信息。基于脉冲星偏振观测的导航技术的实现不仅可以使两种脉冲星导航技术互相补充、相互融合,还可与其它导航方式组合,提高导航精度和效率。另外,该技术可丰富天文导航的手段,不仅适用于大气层外的近地空间、太阳系和银河系的航天器导航,也适用于大气层内运动载体的导航任务;可与天空光偏振导航技术的研究相互借鉴,相互促进,推动自主导航技术的迅速发展。 为了验证利用脉冲星偏振进行航天器姿态确定的可行性,本文主要做了以下主要工作:首先,是从自然偏振光导航开始,介绍自然偏振光导航的原理,自然偏振光的测量方式,自然偏振光的偏振模式,以及所应用的导航方法,在自然偏振光导航的相关理论知识的基础上,将这些方法理论引入到脉冲星偏振研究上面来。其次,在自然偏振光导航的基础上,进行脉冲星偏振的相关研究,包括基于脉冲星定时观测导航技术的理论论述,姿态确定过程中所涉及到的相关坐标系的转换,利用偏振信息进行姿态确定的脉冲星偏振模型的建立。最后,在以上相关工作的基础上,进行数据的仿真,验证本文中方法的可行性。 把脉冲星偏振观测信息用于航天器姿态确定,其结果表明:脉冲星的稳定因素可以用来对偏振数据进行模拟,评估偏振位置角的波动情况,观察波动因素可以用来分析波动范围和观察时间之间的关系在引入稳定因素和观察波动因素来分析脉冲星偏振位置角的稳定性。数据仿真的验证结果可以证明,通过利用脉冲星偏振信息可以达到姿态确定的预期的精度要求。
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