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龍圖騰網(wǎng)獲悉西安電子科技大學(xué)申請(qǐng)的專利一種基于脈沖星和深空網(wǎng)組合的航天器導(dǎo)航方法獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN119803488B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-26發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202411968752.7，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G01C21/24；該發(fā)明授權(quán)一種基于脈沖星和深空網(wǎng)組合的航天器導(dǎo)航方法是由孫海峰;沈利榮;郝運(yùn);李小平;劉彥明;姚定凱;陳菲;王文叢設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2024-12-30向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本一種基于脈沖星和深空網(wǎng)組合的航天器導(dǎo)航方法在說(shuō)明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種基于脈沖星和深空網(wǎng)組合的航天器導(dǎo)航方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)難以滿足復(fù)雜任務(wù)實(shí)時(shí)性要求以及覆蓋能力受限的問題。包括：根據(jù)軌道動(dòng)力學(xué)方程建立航天器的導(dǎo)航系統(tǒng)狀態(tài)模型；利用X射線探測(cè)器獲得光子到達(dá)航天器時(shí)間并將其轉(zhuǎn)換至SSB處，以光子到達(dá)SSB相位與航天器狀態(tài)的關(guān)系建立光子到達(dá)相位量測(cè)方程；利用深空網(wǎng)地面站接收航天器信號(hào)，通過(guò)多個(gè)地面站采集到的時(shí)間與單個(gè)地面站頻率信息，建立時(shí)間差與多普勒頻移量測(cè)方程；綜合脈沖星和深空網(wǎng)的數(shù)據(jù)，利用擴(kuò)展卡爾曼濾波計(jì)算航天器狀態(tài)的估計(jì)矢量。本發(fā)明有效提升了導(dǎo)航的連續(xù)性和精準(zhǔn)度，同時(shí)增強(qiáng)了系統(tǒng)性能，使航天器在復(fù)雜環(huán)境下能夠獲得更穩(wěn)定的導(dǎo)航支持。

本發(fā)明授權(quán)一種基于脈沖星和深空網(wǎng)組合的航天器導(dǎo)航方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種基于脈沖星和深空網(wǎng)組合的航天器導(dǎo)航方法，其特征在于，包括如下步驟： 1基于軌道動(dòng)力學(xué)方程，在地心赤道坐標(biāo)系下對(duì)無(wú)控運(yùn)動(dòng)下的繞地衛(wèi)星建立導(dǎo)航系統(tǒng)狀態(tài)方程； 2選取多顆脈沖星作為導(dǎo)航星，用于提供脈沖星量測(cè)信息；利用序貫觀測(cè)法進(jìn)行觀測(cè)，將脈沖到達(dá)太陽(yáng)系質(zhì)心SSB處相位作為脈沖星導(dǎo)航的量測(cè)量；根據(jù)脈沖星光子到達(dá)航天器處時(shí)間與脈沖星到達(dá)SSB處相位的關(guān)系，利用脈沖星計(jì)時(shí)模型、時(shí)間轉(zhuǎn)換方程，建立脈沖星導(dǎo)航系統(tǒng)的量測(cè)方程； 3航天器向地面站發(fā)射信號(hào)，將信號(hào)到達(dá)兩個(gè)不同地面站的時(shí)間差與其多普勒頻移作為深空網(wǎng)系統(tǒng)的量測(cè)量，建立深空網(wǎng)系統(tǒng)的量測(cè)方程； 4將脈沖星導(dǎo)航系統(tǒng)的量測(cè)方程與深空網(wǎng)系統(tǒng)的量測(cè)方程相結(jié)合，構(gòu)建脈沖星和深空網(wǎng)組合導(dǎo)航系統(tǒng)模型；在航天器運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)N顆脈沖星進(jìn)行序貫觀測(cè)，N為大于等于1的整數(shù)；當(dāng)其中一顆導(dǎo)航脈沖星可見時(shí)，優(yōu)先采用該脈沖星導(dǎo)航量測(cè)量；當(dāng)N顆導(dǎo)航脈沖星均不可見時(shí)，采用深空網(wǎng)系統(tǒng)的量測(cè)量，用于在此時(shí)彌補(bǔ)脈沖星導(dǎo)航無(wú)量測(cè)量的空缺時(shí)間段；當(dāng)導(dǎo)航脈沖星不可見且深空網(wǎng)地面站又無(wú)法接收信號(hào)時(shí)，判定該時(shí)間段無(wú)量測(cè)量輸入，采用數(shù)值積分方法對(duì)軌道動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行遞推； 5對(duì)步驟1中航天器導(dǎo)航系統(tǒng)的狀態(tài)方程狀態(tài)進(jìn)行線性化，構(gòu)建狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的微分方程，利用數(shù)值積分方法獲取狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣； 6對(duì)步驟2中脈沖星導(dǎo)航系統(tǒng)的量測(cè)方程在當(dāng)前時(shí)刻附近進(jìn)行線性化，構(gòu)建量測(cè)矩陣，用于描述狀態(tài)量到量測(cè)量的轉(zhuǎn)換關(guān)系； 7采用步驟1中航天器導(dǎo)航系統(tǒng)的狀態(tài)方程狀態(tài)與步驟4建立的脈沖星和深空網(wǎng)組合的航天器導(dǎo)航系統(tǒng)量測(cè)方程，得到脈沖星和深空網(wǎng)組合導(dǎo)航系統(tǒng)模型； 8根據(jù)脈沖星和深空網(wǎng)組合導(dǎo)航系統(tǒng)模型，利用擴(kuò)展卡爾曼濾波EKF算法對(duì)航天器位置進(jìn)行估計(jì)，首先對(duì)EKF算法中的狀態(tài)量與協(xié)方差矩陣進(jìn)行初始化；然后判斷脈沖星是否可見以及地面站是否能接受信號(hào)，確定采用脈沖星導(dǎo)航還是深空網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)量測(cè)量確定更新的步長(zhǎng)，并通過(guò)現(xiàn)有估計(jì)算法提取量測(cè)量；采用步驟1建立的航天器導(dǎo)航系統(tǒng)的狀態(tài)方程，利用數(shù)值積分方法更新航天器狀態(tài)，采用步驟5構(gòu)建的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣更新協(xié)方差矩陣；再通過(guò)步驟6構(gòu)建的量測(cè)矩陣與更新后的協(xié)方差矩陣計(jì)算卡爾曼增益，用于修正航天器狀態(tài)與協(xié)方差矩陣；迭代EKF過(guò)程實(shí)現(xiàn)對(duì)航天器位置的估計(jì)，完成航天器導(dǎo)航任務(wù)。

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