具有多物理特性的航天器處X射線脈沖星信號(hào)半物理模擬研究.pdf

1、在缺乏巡天觀測(cè)數(shù)據(jù)的背景下，利用仿真技術(shù)產(chǎn)生具有真實(shí)物理特性的脈沖星信號(hào)可以推動(dòng)國(guó)內(nèi) X射線脈沖星導(dǎo)航理論研究。目前關(guān)于脈沖星信號(hào)仿真技術(shù)的研究集中在數(shù)值仿真和半物理仿真兩個(gè)方面：數(shù)值仿真采用算法產(chǎn)生光子序列，本質(zhì)是偽隨機(jī)數(shù)，可信度低；半實(shí)物仿真利用脈沖輪廓經(jīng)過物理過程的調(diào)制產(chǎn)生光子序列，保留了物理過程，可信度高，但現(xiàn)有模擬系統(tǒng)多是模擬SSB處的X射線脈沖星光子信息，而不是在軌航天器處的脈沖星信號(hào)，這不能滿足導(dǎo)航算法、星載時(shí)鐘校正等理論

2、研究的需要。
　　本文提出了一種高精度、高可信度的航天器處 X射線脈沖星信號(hào)半物理模擬新方法。該方法利用航天器處脈沖星信號(hào)所包含的自轉(zhuǎn)特性、空間多普勒效應(yīng)、傳播相對(duì)論效應(yīng)等對(duì)標(biāo)準(zhǔn)脈沖輪廓進(jìn)行調(diào)制，生成航天器處脈沖輪廓，進(jìn)一步通過硬件系統(tǒng)的調(diào)制產(chǎn)生具有多物理特性的航天器處光子序列。根據(jù)該方法，研制了 X射線脈沖星信號(hào)半物理模擬系統(tǒng)，主要包括：脈沖輪廓生成軟件，實(shí)現(xiàn)了航天器處脈沖輪廓生成算法，產(chǎn)生連續(xù)的、具有多物理特性的航天器處脈沖輪

3、廓數(shù)據(jù)；基于FPGA的數(shù)據(jù)流控制電路，其接收脈沖輪廓數(shù)據(jù)并控制數(shù)模轉(zhuǎn)換電路輸出脈沖輪廓電壓信號(hào)；信號(hào)驗(yàn)證系統(tǒng)將模擬產(chǎn)生的數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比，驗(yàn)證模擬信號(hào)的特性。
　　采用與RXTE衛(wèi)星相同的軌道和時(shí)間參數(shù)，利用所設(shè)計(jì)的仿真系統(tǒng)產(chǎn)生光子序列，將該序列與RXTE實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。分析結(jié)果表明，本文所提方法產(chǎn)生的光子信息經(jīng)過不同的處理流程都表現(xiàn)出了與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相同的特性，且經(jīng)過正確的數(shù)據(jù)處理流程恢復(fù)的累積脈沖輪廓與標(biāo)準(zhǔn)脈沖輪廓的相關(guān)系數(shù)大