文档介绍：l_l__lllllIll_0募蔫虢童藏鸯_囊lllj;-l一黄震李明帅平(中国空间技术研究院)]口脉冲星是大质量恒星演化、坍缩、超新星爆发的遗迹,属于高速旋转的中子星,具有极其稳定的周期性特征。X射线脉冲星导航就是在航天器上安装探测器,以脉冲星辐射的X射线信号作为外部输入,经过相应的信号和数据处理,实现航天器自主确定轨道、时间和姿态等导航参数。X射线脉冲星导航技术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与控制难题提供了一种新思路,尤其是该技术能为导航星座提供独立的外部时空基准,从而实现导航星座的长时间自主运行。2004年,美国国防高级研究计划局(DARPA)率先提出了“基于X射线源的自主导航定位验证”(XNAV)计划,目标是建立一个能够提供定轨精度]0m、定时精度Ins、姿态测量精度3”的脉冲星导航网络,以满足未来军事航天任务高精度自主导航应用需求。2006年,美国航空航天局(NASA)与微观世界公司(Microcosm)签订了小型企业创新研究(SBIR)项目合同,启动利用X射线脉冲星的深空探测器自主导航技术研究。本文在简要概述NASA深空网(DSN)状况和未来深空导航精度需求的基础上,对NASA利用X射线脉冲星的深空导航研究计划及其阶段性研究成果进行详细介绍,为我国开展X射线脉冲星导航技术研究提供参考。1DSN概况和深空导航精度需求DSN是由NASA喷气推进实验室(JPL)开发和运行的世界上最大、最灵敏的测控通信网,主要为NASA的深空探测器提供跟踪、导航和通信服务。目前,DSN主要由美国加利福尼亚州的金石、澳大利亚的堪培拉和西班牙的马德里等3个地面站组成测控网络,相邻两站之间的地理经度相差约120。,这样可以为深空探测器提供不间断的导航通信服务。为了满足NASA和其他航天局迅速增加的深空探测任务需要,JPI制定了一系列发展计划,用以优化结构、降低维护费用、提高服务质量。采取的策略和具体措施包括:改造现有DSN天线,使其具有Ka频段遥测能力、多目标跟踪能力及强大的信息输出能力;建立由数千个小口径天线组成的甚大规模天线阵;建立深空光学通信网,提高信息传输速率;建立火星网,为未来火星探测的导航和通信提供支持。表1给出了NASA规划的深空探测8《国际太空》2008年1O月号任务的导航定位精度需求。为了满足未来深空导航精度指标要求,除了完善和改造现有DSN系统软硬件设施外,还需要采用新的导航技术手段。X射线脉冲星导航技术的开发,不仅可为深空探测器提供自主导航增强服务,而且有利于提高DSN在垂直于视线方向上的导航精度,必将对DSN未来发展规划产生重要影响。<(径向)类地行星表面着陆精度21km×5km7km×7km1km××(误差椭圆)×××(误差椭圆)