[发明专利]基于可见光源的X射线脉冲星导航地面验证系统

权利要求书

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；导航验证单元(5)发出控制命令直接由轮廓数据生成单元(1)接收，并且轮廓数据生成单元(1)直接读取导航验证单元(5)中的数据；

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)；

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。

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。

4.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。

5.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。

6.根据权利要求书5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)，用于设置导航参数，包括：航天器轨道文件、航天器初始误差、观测时间长度、脉冲星信号仿真模式和导航算法文件存储路径；

导航结果展示界面(514)，用于展示导航结果，并从时间收敛性和收敛速度上对导航结果进行评估。