利用脈衝星進行導航可以達到什麼效果？前提條件有哪些？

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脈衝星在射電、紅外、可見光、紫外、X射線和γ射線等電磁波頻段產生信號輻射。通常把在射電頻段上輻射信號的脈衝星叫做射電脈衝星，把在X射線頻段上輻射信號的脈衝星叫做X射線脈衝星。X射線屬於高能光子，集中了脈衝星絕大部分能量，易於小型化設備探測與處理，但難於穿過地球稠密大氣層，只能在地球大氣層外空間觀測到。

脈衝星導航是在航天器上安裝X射線探測器，探測脈衝星輻射的X射線光子，測量光子到達時間和提取脈衝星影像信息，經過相應的信號和數據處理，航天器自主確定軌道、時間和姿態等導航參數的過程。其基本原理是：以同一個脈衝信號到達太陽系質心的時間與到達航天器的時間差為觀測量，構造X射線脈衝星導航測量方程；該方程有4個未知數，包括3個位置坐標分量和1個時鐘偏差量；通過同時探測4顆脈衝星，或每個弧段觀測1顆脈衝星並結合航天器軌道動力學模型，求解4個未知數，實現航天器自主導航。

脈衝星導航是實現航天器長時間高精度自主導航的可行途徑，具有傳統導航技術無法比擬的性能優勢，其技術特徵如下：

（1）全信息——脈衝星導航能夠為航天器提供10維導航信息，包括3維位置、3維速度、3維姿態和1維時間。傳統的導航技術手段只能提供部分導航信息，如衛星導航能提供位置、速度和時間信息；慣性導航系統僅能提供姿態信息；傳統天文導航系統只能提供姿態和位置信息。

（2）全空域——脈衝星導航適用於整個太陽系，從近地軌道、深空至星際飛行的無縫導航。脈衝星輻射的X射線信號可在大氣層外的整個太陽系空間被探測到，針對各類航天飛行任務需求，可以選擇不同導航參考點，對導航演算法進行適應性修改，以滿足航天器自主導航應用需求。

（3）長時間——脈衝星導航是以太陽系質心作為時空基準點，是在絕對參考框架下為航天器（導航星座）提供導航信息服務，解決導航星座整體旋轉問題，實現星座長時間自主運行。

（4）高精度——脈衝星導航最終精度能夠達到：定軌精度10米、時間同步精度1納秒和姿態測量精度3角秒，這是傳統天文導航技術難以比擬的。

（5）自主性——脈衝星輻射的X射線信號是一種天然信標，因此X射線脈衝星導航具有信息完備性、實時操作性、不發信號、不依賴地面站和長時間運行等自主導航特徵，是真正意義上的航天器自主導航的有效途徑。

利用脈衝星的航天器自主導航涉及諸多關鍵技術，主要包括：X射線脈衝星導航資料庫技術；大尺度時空基準的建立與維持技術；脈衝到達時間轉換模型技術；X射線脈衝星探測器技術；星載時鐘的時間保持技術；以及自主導航演算法與容錯處理技術等。

簡單寫一下，地面上的導航是因為定義了地球的經緯度。於是通過衛星定位就可以得出定位終端在地面的位置。那麼問題來了。如果飛行器飛出了地球怎麼辦？要知道整個太陽系中其他行星甚至太陽都是在運動的。明白了這一點，脈衝星導航的任務就明白了。它就是檢測遙遠的星系發出的脈衝進行自身定位的。因為離我們越遠的恆星越接近於靜止。所以在地面導航靠GPS，如果以後要遨遊太空，就得靠脈衝星導航系統嘍。前提條件嘛！對比一下GPS需要的條件就好了，比如星系地圖或者星系經緯度分布圖，準確的時間和距離測量設備等等

畢業後再沒碰過天文的東西，所以多次被約回答天文的問題都沒回應。XM bei 君說得很好了，我就用殘留的知識說得通俗些。

導航這東西，無非兩個要素：時間和空間，時間上也分兩個：1.時間標準----現在是幾點？2.時長標準-----1s鍾究竟有多久？

1.時間標準，現在是幾點？。目前做法，用天體位置來確定。這方面脈衝星並沒有特別的優勢。

2.時長標準，1s有多久？目前是基於原子鐘，如果改成脈衝星的話短期精度略弱於原子鐘，但是長期精度可以提高大約1個量級（量級數記不太清楚了，大概是這樣吧）。也就是短期內（比如1天）脈衝星由於恆星活動等影響精度稍不如原子鐘，但是長期統計下來，脈衝星要穩定的多。

時間上，我們對多顆穩定的脈衝星監測統計，以此來確定時長標準，會更準確些。

3. 空間，也就是位置的確定。飛翔君說的很清楚了，不再重複。

導航精度公里量級的脈衝星導航較易實現，如果要突破公里量級，還有大量的工作要做，比如脈衝星高精度建模，輕型化高效探測器等。

謝邀，但是這個問題太專業了，我學的商科，抱歉無法具體回答。

謝邀

前排已經講的很詳細了

學的不太全面，我就大概說一下吧

目前觀測到的脈衝星有2000多顆，相比

於GPS定位系統只有24顆衛星(實際運行只有21顆)，其精度不言而喻，而且更難能可貴的是脈衝星的穩定，其誤差基本上已經接近甚至超過鍶光鍾了，這無疑讓精度有了保障，而且2000多顆脈衝星也完全解決了備用問題

但是同樣的問題在於接收信號，脈衝星的信號過於微弱(主要還是因為距離太遠)我們不可能使用巨型拋物面天線來實現地球上的信號接收，但是對於外太空飛行的話搭載一個巨型拋物面天線來實現精確定位的話是可實行的

具體前提條件的話個人認為是關於測量儀器儀錶方面的

總的來說，短期內用脈衝星定位取代GPS定位不現實

下個月中國就要發射全球首顆脈衝星導航試驗衛星了

原文提到: "脈衝星導航能夠為航天器提供10維導航信息，包括3維位置、3維速度、3維姿態和1維時間"

"3維位置、3維姿態和1維時間"我可以理解, 但"3維速度"應該從"3維位置"除以時間便可獲得，所以"10維導航信息"中是不是應該扣除非獨立的"3維速度", 應該僅有"7維"而已?