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第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 国内外研究进展 3

1.2.1 国外研究概况 3

1.2.2 国内研究现状 8

1.2.3 发展阶段划分 10

1.3 脉冲星基础 11

1.3.1 脉冲星简介 11

1.3.2 脉冲星计时简介 15

1.4 X射线脉冲星导航原理 17

第2章 面向导航的脉冲星计时模型 21

2.1 概述 21

2.2 参考系与时间尺度 22

2.2.1 所用参考系 22

2.2.2 时间尺度与转换 23

2.3 延时模型 25

2.3.1 空间几何与延时的分解 25

2.3.2 太阳系延时 28

2.3.3 星际延时 30

2.3.4 双星系统延时 31

2.4 正向延时模型与逆向延时模型 37

2.5 脉冲星自转相位模型 38

2.6 导航量测方程建立原理与参数化 39

2.7 基于空间计时观测的可用导航源分析 45

2.7.1 基于空间计时观测的脉冲星角位置测定精度预测模型 46

2.7.2 角位置精度预测结果与可用导航源分析 50

2.8 本章小结 58

第3章 脉冲相位与多普勒频移估计理论与算法 59

3.1 概述 59

3.2 视脉冲相位与多普勒频移模型 60

3.3 脉冲信号模型 65

3.4 静态情形下的脉冲相位估计 69

3.4.1 脉冲相位估计的Cramer-Rao下界 69

3.4.2 基于光子历元折叠的脉冲相位估计 71

3.4.3 基于最大似然的脉冲相位估计 75

3.4.4 CC算法与ML-STE算法的Monte-Carlo仿真分析 78

3.5 常多普勒频移情形下的脉冲相位估计 80

3.5.1 脉冲相位与多普勒频移联合估计的方法 80

3.5.2 基于平方定时估计的平均最大似然估计（AML-STE）算法 82

3.5.3 平均互相关（ACC）算法 84

3.5.4 ACC算法与AML-STE算法的Monte-Carlo仿真分析 86

3.6 动态情形下的脉冲相位与多普勒频移估计 90

3.6.1 脉冲相位跟踪算法 91

3.6.2 KF相位跟踪算法噪声方差参数设置 95

3.6.3 KF相位跟踪算法精度分析 97

3.6.4 脉冲相位跟踪综合仿真分析 101

3.7 导航源的理论稳态相位跟踪精度 108

3.8 本章小结 123

第4章 脉冲星导航轨道确定与授时算法 124

4.1 概述 124

4.2 量测方程的建立与线性化 125

4.2.1 基于光子TOA改正建立量测方程面临的困难 125

4.2.2 基于脉冲相位跟踪的量测方程建立与线性化 129

4.2.3 位置量测方程线性化误差分析 137

4.3 量测同步算法 142

4.4 导航滤波器设计 145

4.5 轨道确定与授时综合仿真分析 152

4.6 本章小结 158

第5章 脉冲星导航中整周模糊度求解理论与算法 159

5.1 概述 159

5.2 整周模糊度量测模型 161

5.3 整周模糊度接受域模型 162

5.4 整周模糊度搜索算法 165

5.4.1 穷举搜索（ES）算法 165

5.4.2 基于顺序搜索的匹配搜索（SS-MS）算法 166

5.4.3 基于粒子群优化的压缩模板匹配搜索（PSO-CPMS）算法 167

5.5 整周模糊度求解仿真分析 169

5.6 本章小结 174

第6章 XPNAV-1卫星时间数据处理方法与结果 175

6.1 概述 175

6.2 XPNAV-1卫星时间数据分析方法及软件系统 176

6.3 XPNAV-1卫星时间数据处理结果 178

6.4 本章小结 182

参考文献 183