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摘要
X射线脉冲星导航国内外已进行了大量的理论及初步试验研究，但是其真实运行场景的模拟验证手段尚不够完善，限制了导航和探测理论的发展及工程化应用的实现。本文提出了基于脉冲星辐射特性和航天器轨道模型的X射线脉冲星动态信号模拟方法，设计了能实现多种实验场景模拟的X射线脉冲星模拟源，并根据脉冲星辐射特性构建了“天枢Ⅱ号”X射线脉冲星导航地面实验系统，可以高质量复现脉冲星导航空间运行场景。设计了静态及动态不同类型的实验对实验系统的性能进行了验证测试，针对PSR B0531+21和PSR B1937+21两颗脉冲星，开展了静态模拟试验，获得的脉冲轮廓相似度分别为99.5%和99.1%；开展了200km轨道高度的动态近地圆轨模拟试验，周期测试值和理论值的偏差分别为38451ps和350ps，还原到SSB处的轮廓相似度分别为99.86%和99.99%。实现了椭圆轨道的超实时仿真实验，仿真时长可压缩一半，轮廓相似度为99.89%。实现了基于霍曼变轨模型的轨道机动模拟，周期变化的测试值与理论值的偏差标准差为637ps。该地面实验系统性能稳定，可以满足不同类型的XPNAV模拟实验需求。
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