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脉冲星一种具有高速旋转、稳定周期、能辐射Ⅹ射线光子的中子星,其中,最显著的特性是信号周期具有极好的稳定性,这一特性使脉冲星可以为在近地轨道、地球同步轨道、大椭圆地球轨道、地月轨道、星际空间导航以及深空导航的航天器提供位置、速度和时间等丰富的导航信息。因此,脉冲星导航具有重要的战略意义以及巨大的发展潜力。在脉冲星导航中,脉冲到达时间(TOA,Time of Arrival)是确定航天器与脉冲星位置的基本观测量,到达时间估计的准确与否直接影响定位的性能,由于脉冲到达时间估计精度由时间延迟估计精度决定,因此时延估计值成为决定脉冲星导航定位精度的关键因素。为了进一步提高脉冲时延估计算法的精度与运算效率,论文对脉冲星导航中的脉冲时延进行研究,主要研究内容如下:1.针对Taylor FFT算法对信噪比极其敏感以及繁琐的迭代运算等不足,提出了一种基于变步长迭代的脉冲星时延估计算法。首先对标准脉冲轮廓以及累积脉冲轮廓进行一维切片处理得到三阶累积量的一维切片,然后对离散傅里叶变换后一维切片进行卡方检验估计得到差距函数,最后通过变步长迭代技术计算差距函数最小值从而得到时延估计值。利用迭代过程的分级,使迭代次数有效地减少,实现高效精确地时延估计,在保证精度的同时,有效降低CPU负载。此外,将论文提出的算法与现有算法在脉冲星时延估计中进行比对实验,其中包括了 Taylor FFT、互相关法和萤火虫优化算法。最后采用脉冲星模拟信号对几种脉冲星时延估计算法进行仿真实验研究,并进行算法验证。2.针对迭代算法中运算量与估计精度这一矛盾,论文探究了初始迭代步长以及迭代参数对论文提出算法的估计精度以及运算量的影响。介绍了不同迭代法的优缺点,然后对基于变步长迭代的脉冲时延估计算法进行收敛性分析,研究了算法中的初始步长以及迭代参数对时延估计精度和实时性的影响。通过进行仿真实验与数值分析,确定算法中的最优初始步长以及最优迭代参数,综合提高了算法性能。论文通过欧洲空间局公开的脉冲星网络数据库(EPN,European Pulsar Network)获取脉冲星信号,然后利用Matlab仿真生成脉冲星累积脉冲轮廓,对基于变步长迭代的脉冲时延估计算法进行了性能对比实验。实验表明,基于变步长迭代的脉冲星时延估计算法是一种适用于短时观测的脉冲星快速时延估计算法。