基于可见光源的X射线脉冲星导航地面验证系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108680187A(43)申请公布日2018.10.19(21)申请号201810479133.X(22)申请日2018.05.18(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市雁塔区太白南路2号(72)发明人方海燕孙海峰丛少鹏李小平苏剑宇(74)专利代理机构陕西电子工业专利中心61205代理人王品华朱红星(51)Int.Cl.G01C25/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称基于可见光源的X射线脉冲星导航地面验证系统(57)摘要本发明公开了一种基于可见光源的X射线脉冲星导航地面验证系统，主要解决现有系统结构复杂和模拟脉冲星信号周期精度低以及模拟方式单一的问题，其包括轮廓数据生成单元(1)、多路电压信号输出单元(2)，光子产生单元(3)和电子学读出单元(4)，导航验证单元(5)，轮廓数据生成单元接收到导航验证单元的控制命令，并从导航验证单元读取数据，产生轮廓数据传输至多路电压信号输出单元，输出多路电压信号驱动光子产生单元，输出多路电脉冲信号至电子学读出单元，对脉冲到达时间标定，并将时间序列传输至导航验证单元。本发明结构简单，信号周期稳定性高，可用于对多种导航算法的验证。CN108680187ACN108680187A权利要求书1/2页1.基于可见光源的X射线脉冲星导航地面验证系统，包括：轮廓数据生成单元(1)、光子产生单元(3)和电子学读出单元(4)，其特征在于：轮廓数据生成单元(1)与电子学读出单元(4)之间连接有导航验证单元(5)，用于向轮廓数据生成单元(1)发送控制命令并传输数据，并接收电子学读出单元(4)发送的光子到达时间序列，存储导航数据；轮廓数据生成单元(1)与电子学读出单元(4)之间连接有多路电压信号输出单元(2)，用于将轮廓数据生成单元(1)发送的脉冲星轮廓数值序列同时转换成多路电压信号，并给电子学读出单元(4)提供同步时钟信号；光子产生单元(3)，采用多路单光子产生器，且连接在多路电压信号输出单元(2)与电子学读出单元(4)之间，用于将多路电压信号输出单元(2)输出的多路电压信号转换成多路光信号，并衰减成多路单光子序列，再将多路单光子序列转换成多路电脉冲信号，传输至电子学读出单元(4)。2.根据权利要求书1所述的系统，其特征在于,多路电压信号输出单元(2)设有一个输入端和两个输出端，输入端与轮廓数据生成单元(1)的输出端单向连接；第一输出端输出多路电压信号，与光子产生单元(3)的输入端单向连接；第二输出端输出同步时钟信号，与电子学读出单元(4)的输入端单向连接。3.根据权利要求书1所述的系统，其特征在于，所述轮廓数据生成单元(1)，包括：主从系统通信接口(11)，用于接收所述导航验证单元(5)发送的控制命令，并向其发送请求命令进行数据传输；光子速率函数计算模块(12)，用于实时计算航天器处光子速率函数的值；多模式信号合成模块(13)，用于通过三种不同的模式将航天器处光子速率函数的值合成数据包；多路信号传输控制模块(14)，用于保证数据包传输的连续性和实时性，并传输到所述多路电压信号输出单元(2)；仿真显示模块(15)，用于实时显示仿真时间、脉冲星信号的波形、频率参数和位置参数。4.根据权利要求书1所述的系统，其特征在于，所述多路单光子产生单元(3)的每一路均包括电控线性光源，光衰减器，光电倍增管，并置于光学屏蔽腔内，且每一路分时产生不同的脉冲星信号，同时产生视场内的多颗脉冲星信号，固定产生一颗脉冲星信号。5.根据权利要求书1所述的系统，其特征在于，所述电子学读出单元(4)设有两个输入端和一个输出端，第一输入端接收光子产生单元(3)输出的多路电脉冲信号，与其输出端单向连接；第二输入端接收多路电压信号输出单元(2)输出的同步时钟信号，与其第二输出端单向连接；输出端向导航验证单元(5)发送光子到达时间序列，与其输入端单向连接。6.根据权利要求书1所述的系统，其特征在于，所述导航验证单元(5)包括：展示层(51)，用于设置导航参数，实时展示导航结果，实现人机交互；业务逻辑层(52)，用于分别与轮廓数据生成单元(1)和电子学读出单元(4)进行数据传输，并分析计算数据；数据访问层(53)，用于对业务逻辑层(52)与数据层(54)之间的数据进行传输；数据层(54)，用于存储脉冲星参数、用户设置参数和系统运行时的中间数据。2CN108680187A权利要求书2/2页7.根据权利要求书6所述的系统，其特征在于，展示层(51)包括：设置界面(511)，用于向数据层(54)添加脉冲星参数，设置整个系统的参数；虚拟场景界面(512)，用于显示三维虚拟导航场景和实时导航结果数据；导航工程界面(513)，用于设置