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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