[發(fā)明專利]一種采用X射線脈沖星探測(cè)器系統(tǒng)的空間X射線探測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310655643.5
• 申請(qǐng)日: 2013-12-05
• 公開（公告）號(hào): CN103630140A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵飛;申景詩;胡慧君;康旭輝;王瑞;連劍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國航天科技集團(tuán)公司第五研究院第五一三研究所
• 主分類號(hào): G01C21/24
• 分類號(hào): G01C21/24;G01T1/20
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 溫子云;仇蕾安

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于衛(wèi)星空間自主導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用X射線脈沖星探測(cè)器系統(tǒng)的空間X射線探測(cè)方法。

背景技術(shù)

X射線脈沖星導(dǎo)航是以脈沖星輻射的X射線信號(hào)作為外部信息基準(zhǔn)，經(jīng)過相應(yīng)的信號(hào)和數(shù)據(jù)處理，進(jìn)行高精度軌道確定、時(shí)間同步和姿態(tài)測(cè)量，自主生成導(dǎo)航電文和控制指令，維持星座基本構(gòu)形。該技術(shù)能夠?yàn)榻剀壍?、深空探測(cè)和星際飛行的各類航天器提供位置、速度、時(shí)間和姿態(tài)等導(dǎo)航信息，具有極其重要的工程應(yīng)用價(jià)值和戰(zhàn)略意義，已成為國際研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。

X射線脈沖星探測(cè)器是脈沖星導(dǎo)航系統(tǒng)的核心設(shè)備之一。主要任務(wù)是探測(cè)脈沖星輻射的X射線光子，提取脈沖輪廓和測(cè)量脈沖到達(dá)時(shí)間TOA，為導(dǎo)航算法提供基本輸入。要實(shí)現(xiàn)X射線脈沖星導(dǎo)航，首先需要對(duì)脈沖星發(fā)出的周期性X射線進(jìn)行探測(cè)，并對(duì)用于導(dǎo)航的脈沖星建立脈沖星數(shù)據(jù)庫。目前，國際還沒有成熟的、可用于導(dǎo)航的脈沖星探測(cè)器以及利用這種脈沖星探測(cè)器在空間實(shí)現(xiàn)X射線探測(cè)的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種采用X射線脈沖星探測(cè)器系統(tǒng)的空間X射線探測(cè)方法，通過在衛(wèi)星平臺(tái)上攜帶探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖星發(fā)出的周期性X射線進(jìn)行探測(cè)。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種采用X射線脈沖星探測(cè)器系統(tǒng)的空間X射線探測(cè)方法，所述X射線脈沖星探測(cè)器系統(tǒng)包括機(jī)殼、微通道板MCP組件、閃爍體探測(cè)器、采集與控制模塊和高壓模塊；MCP組件、閃爍體探測(cè)器、采集與控制模塊和高壓模塊設(shè)于機(jī)殼內(nèi)部，機(jī)殼提供密封門及密封門開啟機(jī)構(gòu)；所述密封門開啟機(jī)構(gòu)具有記憶合金驅(qū)動(dòng)組件和電機(jī)驅(qū)動(dòng)組件，實(shí)現(xiàn)記憶合金和電機(jī)兩種開啟方式，機(jī)殼上設(shè)有泄壓閥和充氣閥；閃爍體探測(cè)器設(shè)于MCP組件下方；采集與控制模塊連接MCP組件、閃爍體探測(cè)器、高壓模塊和密封門開啟機(jī)構(gòu)，高壓模塊為MCP組件和閃爍體探測(cè)器供電；MCP組件由自上而下依次放置的輸入窗、準(zhǔn)直器、第一高壓電極、第二高壓電極、光電陰極、MCP組、第三高壓電極、電荷收集陽極和高壓地組成；

該方法具體包括如下步驟：

步驟一、探測(cè)器系統(tǒng)在地面存儲(chǔ)時(shí)，密封門關(guān)閉，通過充氣閥向探測(cè)器系統(tǒng)的機(jī)殼內(nèi)部充氮?dú)猓?/p>

步驟二、衛(wèi)星入軌后，在可視弧段內(nèi)，衛(wèi)星平臺(tái)向探測(cè)器系統(tǒng)的采集與控制模塊提供母線電壓，此時(shí)探測(cè)器系統(tǒng)的采集與控制模塊加電；

地面通過遙測(cè)確認(rèn)探測(cè)器系統(tǒng)加電啟動(dòng)正常后，通過衛(wèi)星平臺(tái)向探測(cè)器系統(tǒng)發(fā)送密封門開啟指令，此時(shí)探測(cè)器系統(tǒng)中的采集與控制模塊切換到密封門開啟模式；

步驟三、在密封門開啟模式下，探測(cè)器系統(tǒng)中的采集與控制模塊首先啟動(dòng)記憶合金開啟方式，為記憶合金驅(qū)動(dòng)組件供電，并通過遙測(cè)判斷密封門是否打開，如果沒有打開，則切換到電機(jī)開啟方式為電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)供電，并通過遙測(cè)判斷密封門是否打開，還將密封門開啟狀態(tài)的遙測(cè)數(shù)據(jù)上報(bào)給衛(wèi)星平臺(tái)；密封門開啟成功后，采集與控制模塊切斷密封門的配電通路；

地面通過遙測(cè)確認(rèn)密封門開啟成功后，通過衛(wèi)星平臺(tái)向探測(cè)器系統(tǒng)發(fā)送高壓加電指令，此時(shí)探測(cè)器系統(tǒng)中的采集與控制模塊切換到高壓首次加電模式；

步驟四、在高壓首次加電模式下，探測(cè)器系統(tǒng)中的采集與控制模塊將母線電壓傳輸至高壓模塊，以給高壓模塊加電；地面通過遙測(cè)判斷高壓模塊的輸出是否正常，高壓模塊輸出穩(wěn)定后，執(zhí)行后續(xù)步驟；

步驟五、衛(wèi)星平臺(tái)根據(jù)地面注入的指令，在指定時(shí)間向探測(cè)器系統(tǒng)發(fā)送開始采集指令，此時(shí)探測(cè)器系統(tǒng)中的采集與控制模塊切換到正常采集模式；

在該正常采集模式下，采集與控制模塊開始采集MCP組件產(chǎn)生的MCP探測(cè)信號(hào)和閃爍體探測(cè)器產(chǎn)生的反符合信號(hào)，并進(jìn)行反符合判定：當(dāng)反符合信號(hào)與MCP探測(cè)信號(hào)為同一時(shí)刻的信號(hào)，則認(rèn)為該時(shí)刻的MCP探測(cè)信號(hào)為高能信號(hào)，丟棄；對(duì)于通過反符合判定的信號(hào)，獲取其光子到達(dá)時(shí)間并存儲(chǔ)；當(dāng)采集時(shí)間達(dá)到設(shè)定周期T時(shí)長時(shí)，停止采集，將存儲(chǔ)的光子到達(dá)時(shí)間上傳到衛(wèi)星平臺(tái)；

采集與控制模塊每完成一個(gè)周期T的數(shù)據(jù)采集后，進(jìn)入休眠模式；在該休眠模式下，采集與控制模塊控制高壓模塊斷電，衛(wèi)星平臺(tái)的母線電壓僅為探測(cè)器采集與控制模塊供電，此時(shí)，只下傳遙測(cè)數(shù)據(jù)和光子到達(dá)時(shí)間；