基于IPTA数据的毫秒脉冲星综合稳定度评估

利用脉冲星极其稳定的自转频率可以形成一种天文时间基准,部分毫秒级脉冲星的稳定度甚至超越了原子钟,但其观测稳定度易受多种噪声源的影响。一般来说,不同的脉冲星的噪声大部分是相互独立的,因此可以通过加权综合和滤波算法构建综合脉冲星时,有效去除计时残差中的噪声。针对此问题,采用10颗毫秒级脉冲星的国际脉冲星计时阵列(international pulsar timing array, IPTA)数据进行了稳定度评估分析,其中7颗脉冲星的观测数据长度在10年以上。综合考虑单颗脉冲星稳定度评估的结果和观测数据的长度后,筛选出了4颗脉冲星用于构建综合脉冲星时。同时对比了经典加权算法、小波分解算法和维纳滤波算法的综合脉冲星时稳定度结果。结果表明:脉冲星的长期稳定度优于短期稳定度,2颗脉冲星在1年处稳定度达10^(-15)量级,8颗在1 000天处也达到了10^(-15)量级,其中PSR J1600-3053在5年处稳定度达到了最佳,为7.023×10^(-16 )。此外,三种算法中,维纳滤波建立的综合脉冲星时稳定度最佳,在5年处达到了1.502×10^(-15),优于参与构建的其他所有脉冲星的5年稳定度。

航天器处X射线脉冲星观测信号模拟方法

航天器处X射线脉冲星观测信号模拟对脉冲星信号处理方法及导航方案的验证具有重要意义.通过建立航天器处光子到达时间与相位之间的关系,可显著提高脉冲星信号模拟算法的效率.目前建立的航天器处光子到达时间与相位之间关系模型并未考虑接收信号频率变化,模拟精度较低.针对这一问题,本文建立了考虑频率一、二阶导数时的光子到达时间与相位关系模型,并基于该模型给出航天器处观测信号模拟方法,提高了脉冲星观测信号模拟算法精度.仿真实验证明,相比于迭代法或实时计算航天器处光子到达速率函数的方法,利用推导的光子到达时间与相位关系模型,仿真速度最高可提高3个数量级,保证了信号模拟算法的高效率;且相比于未考虑频率变化的情况,由包含频率一、二阶导数的模型得到的Pearson相关系数最高可提高350.0%,显著提高了计算精度.