【摘要】针对火星探测存在由于地、火距离远而导致的与地面测控系统通信时延，以及飞行过程中由于航天器处于太阳背面导致的与地面测控系统存在30d左右通信中断（日凌干扰）等问题，相较于其他常用航天器自主导航方法，X射线脉冲星导航不需要额外的通信服务网络，导航过程不易受干扰，且具有自主性强，系统简单，导航误差不随时间累积，导航精度也不受飞行距离限制等优势，可为载人火星探测器自主导航提供一种新的解决方案。在分析载人火星探测自主导航需求的基础上，结合实际工程应用，阐述了脉冲星导航的应用优势，设计了涵盖X射线脉冲星导航终端及星载计算平台的载人探火系统初步方案，提出了一种基于单探测器序贯观测的X射线脉冲星自主导航方法。基于现有的空间观测数据分析了导航系统的可观测性，仿真验证了系统的导航性能。研究表明：火星轨道探测器基于单探测器序贯观测脉冲星的仿真导航精度可以达到20km左右，可以作为一种保底的自主导航手段，为未来中国载人火星探测计划的实施提供有效保障。
【关键词】X射线脉冲星；自主导航；火星探测；载人航天；序贯观测
【作者】郑伟，李治泽，李连升，王奕迪，宋敏章
