【摘要】：脈沖星是高速自轉(zhuǎn)的中子星,以穩(wěn)定的周期輻射脈沖信號(hào),被譽(yù)為自然界最穩(wěn)定的時(shí)鐘。脈沖星極高的自轉(zhuǎn)穩(wěn)定性為脈沖星計(jì)時(shí)的研究創(chuàng)造了條件,根據(jù)脈沖星的自轉(zhuǎn)能損機(jī)制,可以建立脈沖星的自轉(zhuǎn)減慢模型,即脈沖星計(jì)時(shí)模型。理想的脈沖星計(jì)時(shí)模型能準(zhǔn)確預(yù)測某一時(shí)刻下的脈沖星自轉(zhuǎn)頻率及相位信息,為X射線脈沖星導(dǎo)航提供準(zhǔn)確的相位預(yù)報(bào)信息。本文針對(duì)X射線脈沖星深空導(dǎo)航的需求,研究了X射線脈沖星計(jì)時(shí)模型的建立方法。在X射線脈沖星計(jì)時(shí)模型建立的過程中,對(duì)于單次觀測數(shù)據(jù)的自轉(zhuǎn)頻率搜索是至關(guān)重要的一環(huán)。本文針對(duì)自轉(zhuǎn)頻率搜索進(jìn)行了以下研究,(1)基于RXTE對(duì)Crab脈沖星實(shí)測數(shù)據(jù)的?~2檢驗(yàn)代價(jià)函數(shù)中普遍存在的“毛刺”現(xiàn)象做了深入研究。解釋了“毛刺”現(xiàn)象的成因,設(shè)計(jì)了具有“非脈沖星光子TOA特征”的光子TOA序列的仿真方案,仿真結(jié)果顯示“毛刺”重現(xiàn)率高達(dá)77.5%;(2)研究了利用K-T法“中斷規(guī)則”估計(jì)脈沖星光子TOA序列的頻域截?cái)帱c(diǎn),并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明K-T法“中斷規(guī)則”的估計(jì)值與預(yù)測值一致,為Z_m~2檢驗(yàn)中平滑參數(shù)m的選取提供了可靠的參考;(3)本文提出了一種基于FFT的功率譜積分頻域搜索算法,對(duì)于大流量的觀測數(shù)據(jù),估計(jì)性能與Z_m~2檢驗(yàn)相當(dāng),并且具有較高的計(jì)算效率。計(jì)時(shí)模型的研究中,首先對(duì)X射線脈沖星計(jì)時(shí)模型建�？蚣苓M(jìn)行了討論,總結(jié)并分析了計(jì)時(shí)殘差中的兩類相位跳變現(xiàn)象,給出了相應(yīng)的跳變消除及無法識(shí)別跳變點(diǎn)時(shí)的解決方案。然后基于X射線脈沖星實(shí)測數(shù)據(jù),進(jìn)行了計(jì)時(shí)模型建模研究。一方面研究了短期計(jì)時(shí)模型,利用XPNAV-1對(duì)Crab脈沖星約一個(gè)月的計(jì)時(shí)觀測數(shù)據(jù),提出了一種不依賴于射電初始參數(shù)的建模方法;實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,相較于其它現(xiàn)有模型,本文所建立的模型具有最大的輪廓?~2值,說明在觀測區(qū)間內(nèi)此模型是最佳的。另一方面研究了長期計(jì)時(shí)模型的建模和計(jì)時(shí)噪聲,利用RXTE十五年的觀測數(shù)據(jù),對(duì)脈沖星PSR B1509-58長期計(jì)時(shí)模型中普遍存在的低頻紅噪聲進(jìn)行了分析,研究了計(jì)時(shí)噪聲“白化”的方法,并提出了一種利用預(yù)“白化”擬合后殘差的均方根誤差搜索脈沖星位置的方法。
【圖文】：

但積分時(shí)間的增加必然導(dǎo)致時(shí)間分辨率降低，而對(duì)于短周期的脈沖星信號(hào)則要求較高的時(shí)間分辨率。為了進(jìn)行高分辨率的觀測，可以按周期折疊以提高靈敏度。圖2.2 射電望遠(yuǎn)鏡射電信號(hào)經(jīng)射電望遠(yuǎn)鏡的拋物面天線和副反射面反射被潰源吸收，再經(jīng)前端接收機(jī)傳輸?shù)綌?shù)字后端對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波處理并記錄。接收機(jī)系統(tǒng)是射電望遠(yuǎn)鏡的核心部分，其決定了脈沖星觀測的頻段，并負(fù)責(zé)信號(hào)的采集，包括雙頻接收機(jī)、多波束接收機(jī)和消色散接收機(jī)。多波束接收機(jī)用于脈沖星巡天觀測，允許同時(shí)觀測多片天區(qū)；雙頻接收機(jī)可以移除由于脈沖星視線改變而產(chǎn)生的依賴于時(shí)間的色散延遲；由式(2-4)可以看出，增加觀測帶寬可以提高靈敏度，而消色散接收機(jī)則可以在寬帶寬下觀測，而不用

但積分時(shí)間的增加必然導(dǎo)致時(shí)間分辨率降低，而對(duì)于短周期的脈沖星信號(hào)則要求較高的時(shí)間分辨率。為了進(jìn)行高分辨率的觀測，可以按周期折疊以提高靈敏度。圖2.2 射電望遠(yuǎn)鏡射電信號(hào)經(jīng)射電望遠(yuǎn)鏡的拋物面天線和副反射面反射被潰源吸收，，再經(jīng)前端接收機(jī)傳輸?shù)綌?shù)字后端對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波處理并記錄。接收機(jī)系統(tǒng)是射電望遠(yuǎn)鏡的核心部分，其決定了脈沖星觀測的頻段，并負(fù)責(zé)信號(hào)的采集，包括雙頻接收機(jī)、多波束接收機(jī)和消色散接收機(jī)。多波束接收機(jī)用于脈沖星巡天觀測，允許同時(shí)觀測多片天區(qū)；雙頻接收機(jī)可以移除由于脈沖星視線改變而產(chǎn)生的依賴于時(shí)間的色散延遲；由式(2-4)可以看出，增加觀測帶寬可以提高靈敏度，而消色散接收機(jī)則可以在寬帶寬下觀測，而不用
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P145.6;P172.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2590421