歐洲國家發展脈沖星導航

白絲語

天體導航是早期航空時代的主要導航方式，核轟炸機至今仍在使用天文導航來克服干擾。現在，一項歐洲的研究項目顯示，采用獨立于地面設備與空間設備的脈沖星來為飛行器導航，具有可行性。該項名為“脈沖星飛機”（PulsarPlane）的項目，研究的是利用脈沖星信號進行實時導航和授時，以克服全球導航衛星系統的脆弱性，為本世紀下半葉的航空飛行降低運營成本。

項目開始于2013年，由歐盟的第7個框架研究計劃資助，該項目由荷蘭航空航天實驗室NLR牽頭，涉及到荷蘭、芬蘭、葡萄牙和保加利亞的一些大學。

脈沖星是快速旋轉的中子星，它發射穩定快速的電磁脈沖，脈沖具有獨特的周期（1.4毫秒到5秒）和獨特的形狀。脈沖星的頻率波段廣，在地球各地均可見。

利用脈沖星作為導航源的挑戰包括檢測極弱的和分散的信號。探測和描述新脈沖星的特征需要射電望遠鏡，但跟蹤已知脈沖星可以只需使用較小的天線。

該項目的驅動因素包括：使用脈沖星導航需要的基礎設施非常少；信號持續可用并且是寬頻帶；任何時間天空都有許多脈沖星可見，不容易發生信號干擾和信號偽裝。

需要解決的問題包括：在飛機上裝配大天線；在探測時間可接受的前提下，實現天線尺寸的最小化（天線越小，信號采集時間越長）；設計接收機和信號處理算法；并且提供大量的機載處理能力。

不像全球定位系統，其衛星的位置人們知道得很精確；脈沖星沒有確切的位置，而且它們相對于地球在高速運動。導航將使用脈沖的到達時間，進行三維定位，要求信號來自三顆脈沖星，并要求第四顆星的信號用于消除模糊性，第五顆星的信號用于時間校正。

飛行器導航系統將包括一個相控陣天線前端和導航后端，它們也能接受地面信號，地面信號包括射電望遠鏡收集的脈沖星數據庫以及太陽系數據庫。

使用數據庫、來自飛機的慣性參考系、來自原子鐘的準確時間輸入，系統將確定在飛機的參照系內脈沖星的方向。這一數據將被用于飛機位置的更新。