脉冲星时间噪声估计与预报研究方面的进展

2014-1-2 13:30| 发布者: chenl| 查看: 730| 评论: 0|来自: 中国科学院

摘要: 脉冲星由于具有稳定的周期性辐射信号和近似不变的空间位置，在被发现后不久人们便意识到可将其用于航天器自主导航。由于脉冲星在X射线频段的辐射更利于探测设备的小型化，现阶段对脉冲星导航的研究主要集中在X射线脉冲星自主导航。

脉冲星由于具有稳定的周期性辐射信号和近似不变的空间位置，在被发现后不久人们便意识到可将其用于航天器自主导航。由于脉冲星在X射线频段的辐射更利于探测设备的小型化，现阶段对脉冲星导航的研究主要集中在X射线脉冲星自主导航。

X射线脉冲星自主导航的基本观测量为基于脉冲星时间模型的预报脉冲到达时间与基于X射线探测器实测的测量脉冲到达时间之差，即脉冲到达时间残差。脉冲到达时间残差中含有航天器位置、速度以及时钟等误差信息，因此利用数值方法将上述误差信息估计出来，便能实现对航天器的自主导航。虽然脉冲星辐射信号具有稳定的周期，但是几乎所有脉冲星的脉冲到达时间残差中均存在低频噪声即时间噪声，该噪声会显著影响脉冲到达时间的预报精度，进而影响到X射线脉冲星自主导航精度。由于对时间噪声的认识有限，现有的研究均忽略脉冲到达时间残差中的时间噪声，因此得到的理论研究结果与真实情况差距较大。

为获得更为真实可信的研究结果，中科院国家空间科学中心系统仿真与论证技术研究室X射线脉冲星自主导航团队邓新坪博士，前往澳大利亚联邦科学与工业研究组织国家望远镜中心（ATNF, CSIRO），在世界一流的脉冲星研究团队中进行了为期一年的访问学习。在此期间，邓新坪博士及其合作者们基于Parkes射电望远镜的真实观测数据，对脉冲到达时间残差中存在的时间噪声进行研究，并基于最大似然给出了时间噪声的估计与预报方法。

该方法能显著提高脉冲到达时间的预报精度，对于提高X射线脉冲星导航精度具有重要意义，该项成果已正式发表于《英国皇家天文月刊》(MNRAS)。