Navegación basada en púlsares

El GPS funciona codificando información sobre el tiempo y la ubicación de la emisión de la señal en la propia señal. Recibir cuatro de estas señales permite (en principio) una posición exacta e inequívoca en el espaciotiempo de 4 dimensiones. En cambio, los pulsos individuales de un púlsar no contienen información sobre cuándo se emitió cada uno; todos parecen iguales. Esto crea un "problema de ambigüedad" debido a que no se sabe "qué" pulso se acaba de recibir. ^{[ 3 ]}

Sin embargo, la sincronización precisa de cada pulso —la medición precisa del desfase— aún limita considerablemente la posición del receptor en el espacio. La recepción de cada pulso marca un plano 2D en el espacio 3D, y el espacio entre cada pulso, entre cada plano, es cP , velocidad de la luz por período; para un  púlsar de 1 ms, eso es 300  km. Al medir con precisión el desfase para dos púlsares (perpendiculares), el receptor debe estar en una intersección entre dos de dichos planos (una línea); al medir los desfases de fase de tres de estos púlsares, se puede, en principio, recuperar una posición exacta en la intersección exacta de los tres planos. ^{[ 3 ] [ a ]} ​​En la práctica, la intersección de los tres planos debe resolverse de forma aproximada dentro de la precisión de las mediciones del desfase (limitada por la antena del receptor y el conocimiento previo del perfil del pulso del púlsar). Podría haber muchas de estas soluciones aproximadas, pero deberían estar desfasadas por muchas decenas o cientos de "anchos de pulso", es decir, por muchos miles o millones de kilómetros. Por lo tanto, incluso una estimación previa aproximada de la posición puede ser suficiente para encontrar la intersección correcta del triple plano, resolviendo así el problema de la ambigüedad. ^{[ 3 ]} (Es decir, el sistema funciona actualizando continuamente la posición estimada del receptor y la probable dispersión del error a medida que continúa la recopilación de datos del púlsar, ^{[ 3 ]} de forma muy similar a un sistema de navegación inercial ).

Existen diversas variedades de púlsares, que pueden clasificarse según su fuente de energía, período, tasa de cambio del período, flujo de banda ancha/radio/rayos X y edad.

Los magnetares son brillantes, pero no se comprenden bien, y se desconoce si su rotación es estable a largo plazo. Los púlsares alimentados por acreción exhiben una variación considerable en su pulsación como resultado de la dinámica del disco de acreción. ^{[ 3 ]}

Esto nos deja con los púlsares impulsados ​​por rotación. La mayoría tienen periodos del orden de segundos, pero cuanto más cortos, mejor para la navegación de precisión; además, los púlsares de milisegundos también tienden a ser los más estables, con la menor tasa de cambio de periodo. ^{[ 3 ]} Por lo tanto, los púlsares de milisegundos se consideran las balizas más prácticas para la navegación.