基于X射线脉冲导航的轨道演示：NinjaSat
天体物理仪器与方法
2026-02-19 v1
摘要
本研究演示了CubeSat X射线观测仪NinjaSat的脉冲导航能力，该仪器配备两个气体乘子计数器(GMC)。GMC对2-50 keV能段敏感，单个模块在6 keV处有效面积为16 cm^2。我们通过观测Crab脉冲星验证了时钟精度，确认其在100微秒内保持稳定。为演示脉冲导航，我们应用了一种优化轨道参数以最大化脉冲X射线轮廓显著性的方法，称为Significance Enhancement of Pulse-profile with Orbit-dynamics(SEPO)方法。我们在不同时段累计约100 ks的Crab脉冲星观测，并分析传输至地面的数据。通过将优化后的轨道与来自全球定位系统(GPS)数据推导出的卫星位置进行比较，我们量化评估了导航性能。结果表明，沿Crab视线位置分量始终受限于约40公里，三维位置误差根据观测时段范围于27-370公里。这些结果表明，CubeSat级X射线观测仪可用于脉冲导航，并首次实�证了SEPO方法的准确性取决于轨道平面与脉冲星方向之间的季节几何。
引用
@article{arxiv.2602.14166,
title = {In-orbit Demonstration of X-ray Pulsar Navigation with NinjaSat},
author = {Naoyuki Ota and Takuya Takahashi and Toru Tamagawa and Tomoshi Takeda and Teruaki Enoto and Takao Kitaguchi and Wataru Iwakiri and Yo Kato and Masaki Numazawa and Tatehiro Mihara and Hiromitsu Takahashi and Chin-Ping Hu and Yuanhui Zhou and Keisuke Uchiyama and Yuto Yoshida and Syoki Hayashi and Arata Jujo and Sota Watanabe and Amira Aoyama and Satoko Iwata and Kaede Yamasaki and Soma Tsuchiya and Yosuke Nakano and Takayuki Kita and Mayu Ichibakase and Hiroki Sato and Hirokazu Odaka and Tsubasa Tamba and Kentaro Taniguchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.14166},
year = {2026}
}
备注
22 pages, 9 figures, accepted for publication in JATIS