西安光机所赵宝升研究员(通讯作者)发表在《物理学报》2017年第五期的文章《X射线脉冲星导航动态模拟实验系统研制与性能测试》,在2019年的被引频次进入前2%,被评为《物理学报》2019年度高被引论文,这标志着我所在X射线脉冲星导航领域的工作和成果得到了同行的关注和认可。
《物理学报》是目前我国历史最悠久、影响面最广的物理类学术期刊,被认为是“中国权威性的物理刊物”。本论文是西安光机所与国防科技大学合作完成的阶段性科研成果,论文作者徐能是我所与西安交通大学联合培养的2015届博士生。
X射线脉冲星导航(XNAV)作为一种完全自主的导航系统,具有广阔的应用前景。它利用毫秒脉冲星辐射的稳定的X射线脉冲,来确定近地轨道、深空和星际间的航天器的姿态、位置和速度等信息。由于X射线难以穿透地球大气层,在地面上难以观测到X射线脉冲星信号,因此在进行XNAV空间搭载试验和未来脉冲星导航系统应用之前,需搭建基于X射线脉冲星导航的地面模拟系统。
本论文提出了一套X射线脉冲星导航地面模拟动态实验的方案, 介绍了系统的组成和工作原理,并通过在模拟源上加载航天器轨道信息, 实现了X射线模拟源、真空环境、探测系统之间的动态闭环实验,实验通过模拟航天器在近地轨道飞行一周所接收的Crab脉冲信号,验证了该系统具有较好的稳定性, 光子流量变化率在2%以内, 同时也具有较高的模拟精度, 对静态脉冲信号的模拟相关度达到0.9953。在动态实验中, 航天器接收的脉冲周期呈正弦变化,转换到太阳系质心SSB后的轮廓与标准轮廓相关度高达0.9882。实验结果表明该模拟系统能较好地模拟出航天器在轨飞行时所接收X射线脉冲信号的特征参数,为导航算法的验证及探测器性能的标定提供了实验基础。(光电子学室 供稿)