毫秒脈沖星計時噪聲處理方法研究
發(fā)布時間：2021-08-13 20:36
計時噪聲對脈沖星鐘模型參數(shù)的精確測定和計時精度有重要影響,本文將sz（t）方法與經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解方法相結(jié)合,用于毫秒脈沖星計時噪聲的識別與提取,并以具有代表性的兩顆毫秒脈沖星PSR J0437-4715和PSR J1939+2134為例進(jìn)行實驗與分析。結(jié)果表明:經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解方法能夠用于毫秒脈沖星計時噪聲的白化,對于計時噪聲占主導(dǎo)的毫秒脈沖星,經(jīng)過白化后其計時殘差精度有顯著提高。
【文章來源】：時間頻率學(xué)報. 2020,43(04)CSCD
【文章頁數(shù)】：8 頁
【部分圖文】：
PSRJ1939+2134的計時殘差（RMS=1.399μs）
第4期李變等：毫秒脈沖星計時噪聲處理方法研究313圖1PSRJ0437-4715的計時殘差（RMS=0.109μs）圖2PSRJ1939+2134的計時殘差（RMS=1.399μs）圖3PSRJ0437-4715的計時殘差分布圖圖4PSRJ1939+2134的計時殘差分布圖圖3中PSRJ0437-4715的計時殘差基本呈正態(tài)分布，表明這顆毫秒脈沖星的計時噪聲不是很明顯，主要受測量噪聲的影響，其計時殘差在（-0.3~+0.3μs）波動，精度為0.109μs。而圖4中PSRJ1939+2134計時殘差的分布，表現(xiàn)出明顯的不規(guī)則特性，即該毫秒脈沖星的計時殘差由計時噪聲主導(dǎo)，波動范圍（-2~+4μs），精度為1.399μs。圖5和圖6是采用穩(wěn)定度在時域表征的z()方法，分析PSRJ0437-4715和PSRJ1939+2134的計時噪聲。圖5PSRJ0437-4715的穩(wěn)定度圖6PSRJ1939+2134穩(wěn)定度53000535005400054500550005550056000約化儒略日/日43210-1-2-3計時殘差/μs-0.6-0.4-0.200.20.40.6相對數(shù)值1501209060300數(shù)值個數(shù)6.06.57.07.58.08.5log(τ/s)-12-13-14-15-16-17log(σz(τ)/s)535005400054500550005550056000約化儒略日/日0.30.20.10-0.1-0.2-0.3計時殘差/μs-5.0-3.0-1.01.03.05.07.0相對數(shù)值60483624120數(shù)值個數(shù)4.05.06.07.08.09.0log(τ/s)-10-12-14-16-18log(σz(τ)/s)
梢越?魘葡疃ㄒ邐狤MD結(jié)果中所有小于指定頻率的IMF分量及余項之和。經(jīng)過EMD分解，PSRJ0437-4715被分解為7個IMF分量1c(t)~7c(t)和1個殘余項8r(t)，通過分析信號的特點，其趨勢項采用IMF分量6c(t)~7c(t)與余項之和8r(t)。PSRJ1939+2134的分解結(jié)果為4個IMF分量1c(t)~4c(t)和殘余項5r(t)，趨勢項為IMF分量3c(t)~4c(t)與余項5r(t)之和。圖7和圖8是采用EMD方法分別提取PSRJ0437-4715和PSRJ1939+2134計時噪聲后，得到的白化后的計時殘差。圖7PSRJ0437-4715白化后的計時殘差（RMS=0.075μs）圖8PSRJ1939+2134白化后的計時殘差（RMS=0.256μs）如圖7所示，PSRJ0437-4715白化后計時殘差精度由0.109μs提高到0.075μs，波動范圍也略有改善，這是由于PSRJ0437-4715的計時噪聲較小，主要受測量噪聲影響。圖9是該毫秒脈沖星白化后的計時殘差分布圖。圖8中PSRJ1939+2134白化后計時殘差的波動范圍和精度均有明顯改善，波動范圍為（-0.8~+0.8μs），精度從1.399μs提高到0.256μs，其白化后的分布也基本符合正態(tài)分布，具體如圖10所示。535005400054500550005550056000約化儒略日/日0.30.20.10-0.1-0.2-0.3計時殘差/μs53000535005400054500550005550056000約化儒略日/日0.80.60.40.20-0.2-0.4-0.6-0.8計時殘差/μs
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解方法在脈沖星計時殘差分析及預(yù)報中的應(yīng)用[J]. 高峰,高玉平,童明雷,楊廷高,趙成仕. 天文學(xué)報. 2018(04)
[2]影響脈沖星時穩(wěn)定度的因素分析[J]. 丁勇恒,童明雷,趙成仕. 時間頻率學(xué)報. 2017(04)
[3]毫秒脈沖星計時噪聲估計[J]. 楊廷高,童明雷,高玉平. 時間頻率學(xué)報. 2014(02)
本文編號：3341096
【文章來源】：時間頻率學(xué)報. 2020,43(04)CSCD
【文章頁數(shù)】：8 頁
【部分圖文】：
PSRJ1939+2134的計時殘差（RMS=1.399μs）
第4期李變等：毫秒脈沖星計時噪聲處理方法研究313圖1PSRJ0437-4715的計時殘差（RMS=0.109μs）圖2PSRJ1939+2134的計時殘差（RMS=1.399μs）圖3PSRJ0437-4715的計時殘差分布圖圖4PSRJ1939+2134的計時殘差分布圖圖3中PSRJ0437-4715的計時殘差基本呈正態(tài)分布，表明這顆毫秒脈沖星的計時噪聲不是很明顯，主要受測量噪聲的影響，其計時殘差在（-0.3~+0.3μs）波動，精度為0.109μs。而圖4中PSRJ1939+2134計時殘差的分布，表現(xiàn)出明顯的不規(guī)則特性，即該毫秒脈沖星的計時殘差由計時噪聲主導(dǎo)，波動范圍（-2~+4μs），精度為1.399μs。圖5和圖6是采用穩(wěn)定度在時域表征的z()方法，分析PSRJ0437-4715和PSRJ1939+2134的計時噪聲。圖5PSRJ0437-4715的穩(wěn)定度圖6PSRJ1939+2134穩(wěn)定度53000535005400054500550005550056000約化儒略日/日43210-1-2-3計時殘差/μs-0.6-0.4-0.200.20.40.6相對數(shù)值1501209060300數(shù)值個數(shù)6.06.57.07.58.08.5log(τ/s)-12-13-14-15-16-17log(σz(τ)/s)535005400054500550005550056000約化儒略日/日0.30.20.10-0.1-0.2-0.3計時殘差/μs-5.0-3.0-1.01.03.05.07.0相對數(shù)值60483624120數(shù)值個數(shù)4.05.06.07.08.09.0log(τ/s)-10-12-14-16-18log(σz(τ)/s)
梢越?魘葡疃ㄒ邐狤MD結(jié)果中所有小于指定頻率的IMF分量及余項之和。經(jīng)過EMD分解，PSRJ0437-4715被分解為7個IMF分量1c(t)~7c(t)和1個殘余項8r(t)，通過分析信號的特點，其趨勢項采用IMF分量6c(t)~7c(t)與余項之和8r(t)。PSRJ1939+2134的分解結(jié)果為4個IMF分量1c(t)~4c(t)和殘余項5r(t)，趨勢項為IMF分量3c(t)~4c(t)與余項5r(t)之和。圖7和圖8是采用EMD方法分別提取PSRJ0437-4715和PSRJ1939+2134計時噪聲后，得到的白化后的計時殘差。圖7PSRJ0437-4715白化后的計時殘差（RMS=0.075μs）圖8PSRJ1939+2134白化后的計時殘差（RMS=0.256μs）如圖7所示，PSRJ0437-4715白化后計時殘差精度由0.109μs提高到0.075μs，波動范圍也略有改善，這是由于PSRJ0437-4715的計時噪聲較小，主要受測量噪聲影響。圖9是該毫秒脈沖星白化后的計時殘差分布圖。圖8中PSRJ1939+2134白化后計時殘差的波動范圍和精度均有明顯改善，波動范圍為（-0.8~+0.8μs），精度從1.399μs提高到0.256μs，其白化后的分布也基本符合正態(tài)分布，具體如圖10所示。535005400054500550005550056000約化儒略日/日0.30.20.10-0.1-0.2-0.3計時殘差/μs53000535005400054500550005550056000約化儒略日/日0.80.60.40.20-0.2-0.4-0.6-0.8計時殘差/μs
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解方法在脈沖星計時殘差分析及預(yù)報中的應(yīng)用[J]. 高峰,高玉平,童明雷,楊廷高,趙成仕. 天文學(xué)報. 2018(04)
[2]影響脈沖星時穩(wěn)定度的因素分析[J]. 丁勇恒,童明雷,趙成仕. 時間頻率學(xué)報. 2017(04)
[3]毫秒脈沖星計時噪聲估計[J]. 楊廷高,童明雷,高玉平. 時間頻率學(xué)報. 2014(02)
本文編號：3341096
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