X射线脉冲星导航标称数据库构建

脉冲星导航数据库是在地面定量验证X射线脉冲星导航关键技术和模拟导航过程必不可少的一部分。然而,目前并无文献针对脉冲星导航进行数据库的专门设计。为此,文章通过搜集现有国际公开的脉冲星数据,构建了脉冲星导航标称数据库。建立了基于品质因子的目标源优选准则,选择了26颗X射线脉冲星作为导航源;分析确立了数据库参数字段的具体组成,包括自转模型参数、延时模型参数、脉冲星到达时间〖BF〗（TOA）〖BFQ〗精度参数与脉冲轮廓参数;对这26颗脉冲星进行了编目;最后给出了标称数据库的接口与应用方式。标称数据库结构与未来星上数据库结构一致,当前服务于地面试验,待观测数据更新后可以升级为星上数据库。     

考虑脉冲星角位置误差修正的XNAV算法研究

航天器X射线脉冲星自主导航(XNAV)依赖于精确的时间测量与转换, 而脉冲星角位置误差会影响时间转换精度从而对导航精度产生不可忽视的影响. 本文在对XNAV算法的研究中, 采用了真实的脉冲星角位置误差. 通过将脉冲星角位置加入滤波器状态进行滤波处理来降低脉冲星角位置误差, 从而降低其对导航精度的影响. 仿真结果表明, 该方法能够有效抑制脉冲星角位置误差对导航精度的影响, 保证了导航精度, 研究结果对于XNAV的工程应用具有一定理论参考价值.      

基于UKF和信息融合的航天器自主导航方法

X射线脉冲星导航利用X射线辐射脉冲到达时间 (Time of Arrival, TOA)作为信息输入,星敏感器导航利用星光角距等作为信息输入,是两种不同机理的天文导航方法。提出一种将脉冲星TOA和星敏感器星光角距测量结合的信息融合天文自主导航方法,设计了一种利用激光光量子模拟脉冲星X射线辐射光子的半物理仿真系统用于算法验证,并基于无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter, UKF)使用真轨道参数做了仿真试验。结果表明,基于UKF的信息融合方法比基于EKF（Extended Kalman Filter）的信息融合方法性能更好,与仅使用脉冲星或星敏感器的导航方法相比,能将位置估计精度分别提高52.7%和43.6%,速度估计精度分别提高82.2%和70.5%。     

宽容度照相模式射线检测灵敏度分析

使用穿透电压和较大的曝光量可以增大影像的对比度,进而提高射线检测灵敏度。但为了完成对变截面物体的高效率检测,实践中经常会使用较高的透照电压和较小曝光量这种宽容度照相模式,因此带来了检测灵敏度的降低。为了揭示这个过程中灵敏度的变化情况,引入了透照电压和透照电流相互作用的理论分析,设计了以铝材质为研究对象的宽容度照相灵敏度分析模型,结合数据规划分析,描述出宽容度照相模式下检测灵敏度的变化趋势。从理论上说明了宽容度照相模式可具备相当的检测灵敏度,用实践验证了灵敏度的变化规律。可穿透电压提高40%后,检测灵敏度仍满足相关标准要求。宽容度照相具有可靠的检测灵敏度。     

传播模型驱动的三维频谱地图测绘研究

频谱地图是频谱资源管理、安全治理和频谱作战等应用的基础。针对传统频谱测绘局限于二维空间的问题,给出了一种面向空天地一体化需求的三维频谱数据采集和测绘系统架构,提出了一种传播模型驱动的频谱地图重构方案,能够实现稀疏采样条件下高精度的三维频谱地图绘制。该方法在单辐射源和多辐射源情况重构的频谱地图与基于射线跟踪方法获得理论结果吻合度较高。此外,针对典型场景的实测结果也进一步验证了本文方法的可行性。     

基于深度学习的X射线胶片数字化与缺陷检测算法

X射线胶片数字化和焊缝缺陷自动检测对提高航天大型零件生产加工质量和检测效率具有重要意义。在某些特定场景中,X射线检测无法采用数字式接收器,将X射线胶片转化为数字图像是缺陷识别的前提,但现有方法难以实现X射线胶片的高保真数字化,此外,大型零件的焊缝缺陷具有小目标特点,人工判读和传统图像检测算法难以保证识别精度。本文提出了一种基于深度学习的X射线胶片缺陷检测算法,首先基于全卷积神经网络在X射线胶片上不同曝光时间的图像中自动选择曝光时间最佳的数字图像,然后设计了基于轻量级MoGaA网络的缺陷检测网络,实现了数字化图像中的小目标缺陷检测。数字化和检测结果表明,该算法对于焊缝缺陷检测的准确率可达96%,取得了良好的检测效果。     

便携式γ射线照射装置散射辐射特性研究

便携式γ射线照射装置对于提高固定式X、γ辐射剂量仪检定率、解决现场校准难题具有重要意义,利用蒙特卡罗模拟与实验测量协同开展便携式γ射线照射装置散射辐射特性研究。结果表明：蒙特卡罗方法可以模拟得到装置自身的散射辐射,实验测量只能获得照射装置以外辐射场中的散射辐射。利用MCNP程序F4卡和CF卡得到距放射源1 m处照射装置自身的散射贡献分别为13.07 %和4.55 %;反平方律实验和移出实验得到辐射场散射辐射贡献分别为0.2 %和3.94 %,满足ISO 4037-1:2019和GB/T 12162.1-2000的要求。该装置可用于固定式X、γ辐射剂量仪的现场校准。     

一种高精度的X射线脉冲星导航TOA估计方法

针对X射线脉冲星导航（XPNAV）系统的基本观测量--脉冲到达时间（TOA）的估计问题,提出一种高精度的TOA估计方法。该方法基于特征子空间分解类算法的高精度的参数估计特性,首先通过细致分析标准轮廓与折叠轮廓之间的互相关结果,构造新的观测方程;然后对该方程进行特征值分解得到两个相互正交的特征矢量;最后利用两个特征矢量之间的正交性完成TOA估计。数值仿真结果有效校验了算法的性能。     

开口腔体电磁散射的CRE法计算

文章利用复射线展开法(CRE)来研究开口腔体目标散射问题。数值实现CRE方法及射线追踪问题时给出了简单有效的计算方法,计算了一个电大圆柱开口腔体的RCS,计算结果与模式法结果比较,吻合良好,说明CRE是一种省时有效的方法。