利用综合脉冲星时实现地球时

以澳大利亚国家天文台Parks射电望远镜观测到的12颗毫秒脉冲星共十余年的实测计时数据为基础,首先根据互相关法获取脉冲到达时间及其误差,分析太阳系质心时的计时残差,然后运用傅里叶级数建立综合脉冲星时模型,从而实现地球时,并利用σ_z方法评估了它的稳定度。结果表明,综合脉冲星时的稳定度呈现线性增强趋势,10 a的稳定度高于10-15。白噪声是主要噪声来源,其对稳定度的影响随着时间的增长逐渐减弱。综合脉冲星时的稳定性和BIPM（2013）相当,可以作为地球时的一种实现方式。     

关于脉冲星参数的我国VLBI网测量

根据毫秒脉冲星计时测量和深空导航应用的基本原理,分析了对脉冲星位置、自行和视差等天体测量参数的VLBI测量精度需求,讨论了我国VLBI网的现有观测能力和不足及可能的改进途径,包括天线后端配置、时钟同步和数据互相关处理等。     

脉冲星计时数据的处理理论与方法研究EI北大核心CSCD

脉冲星是高速旋转且自转频率极其稳定的中子星,它们的位置坐标可精确测定,犹如恒星星表一样构成一种高精度惯性参考系;它们辐射的X射线脉冲信号具有高稳定周期和高稳态轮廓特性,部分毫秒脉冲星自转频率长期稳定度优于地面原子钟,因此能够为飞行器深空航行提供良好的时间和空间参考基准,提升航天器大范围长航时的自主导航能力和在轨自主运行能力,提高我国控制空间的本领。     

DCW－01型流动VLBI测量仪时频系统性能检测

我国自行研制的第一台DCW 0 1型流动VLBI测量仪已在昆明进行了试观测 ,文中介绍了该仪器的时频系统 ,并在观测实验中对其精度、稳定度作了检测。结果显示 ,所采用的时频系统 ,其精度及稳定度分别优于 1× 1 0 -12 和 1× 1 0 -14 ,较好地满足了流动VLBI测量仪时频系统的既定要求 ,能够精密、可靠地适用于流动VLBI的观测实验。最后对仪器的检测工作提出了一些改进和建议。     

国际原子时和地方原子时的概念与实现分析

本文分析了国际原子时的概念、实现方法、性能要求,总结了主要的地方原子时系统的基本情况,重点分析了中、美、俄等国家原子时系统特点,统计分析了各地方时频系统在国际原子时计算中的权重比例,分析了国际原子时与UTC、GPST、BDT等其他时间系统的关系,为原子时的系统实现和应用提供参考。     

X射线脉冲星单星动力学定轨

基于单脉冲星的动力学定轨,在X射线脉冲星导航技术尚不成熟时具有较强的实用价值.将X射线脉冲星观测方程与航天器动力学模型相结合,系统研究了利用X射线脉冲星观测量进行单星动力学定轨的方法原理.利用仿真数据量化分析了各项因素对定轨精度的影响,指出X射线脉冲星方向单位向量越靠近航天器轨道面单星定轨位置精度越差.因此提出了单探测器轮流观测多颗脉冲星的准多星定轨方法,从而使定轨精度由km量级提高到了20 m.     

一种利用三阶互小波累积量的脉冲星累积脉冲轮廓时间延迟测量算法

针对运动航天器收到的脉冲星信号受Doppler效应影响,难以准确测量脉冲到达时间的问题,提出了基于三阶小波互累积量的脉冲星累积脉冲轮廓时间延迟测量算法。结果表明,当信号受到Doppler效应影响时,该算法测量精度优于现有算法,适用于脉冲星导航系统中脉冲到达时间的测量。     

X射线脉冲星导航可见性分析

概述了X射线脉冲星可见性分析需要考虑的影响因素,给出了脉冲星高度角以及第三天体遮挡的计算公式.根据导航需要,按照脉冲星优选准则,选取50颗X射线脉冲星进行了仿真计算.分析了可见脉冲星个数随位置、时间、高度的变化规律,单颗脉冲星在1 d时间内可见性的变化情况,以及日月对脉冲星的遮挡情况.     

脉冲星TOA测量误差及几何精度分析

利用信躁比估算法对脉冲星数据库中适宜导航的脉冲星进行了脉冲到达时间测量误差计算。分析了测量误差随观测时间及探测器面积的变化情况。在此基础上,指出了在DOP值分析中脉冲星导航与GPS的不同点;按照脉冲到达时间TOA测量误差较小原则给出了10组脉冲星优选组合。分析了DOP值随观测时间及观测脉冲星数的变化情况。     

GNSS精密时频接收机时钟调控模型与参数设计方法

实时精密单点定位(real time precise point positioning,RT-PPP)技术可实现亚纳秒级、天稳定度达到1×10^-14量级的全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)单向授时。时钟调控直接影响输出时频信号的稳定度性能,但调控参数不合适时将破坏振荡器的短期稳定度。面向振荡器短期稳定度和RT-PPP长期稳定度最优组合,构建了RT-PPP时频接收机的锁相环时钟调控模型,分析了调控系统噪声,提出了一种二阶锁相环调控参数设计方法。利用RT-PPP时频接收机对所提出的调控模型和参数设计方法进行了实测验证,结果表明,利用所设计的时钟调控模型和参数,RT-PPP时频接收机的频率稳定度可达秒稳4.344 4×10^-12,天稳1.102 9×10^-14,在时间间隔小于300 s时与铷钟自由振荡稳定度基本一致,大于300 s时与RT-PPP稳定度基本一致,能很好地组合振荡器短期稳定度和RT-PPP长期稳定度优势。     

脉冲星TOA测量误差及几何精度分析

利用信躁比估算法对脉冲星数据库中适宜导航的脉冲星进行了脉冲到达时间测量误差计算.分析了测量误差随观测时间及探测器面积的变化情况.在此基础上,指出了在DOP值分析中脉冲星导航与GPS的不同点;按照脉冲到达时间TOA测量误差较小原则给出了10组脉冲星优选组合.分析了DOP值随观测时间及观测脉冲星数的变化情况.     

完整后牛顿近似下原时与坐标时的转换

IAU2000通过了新的时空参考系和时间尺度决议，建议时空坐标理论必须在完整的后牛顿近似下来考虑。基于IAU2000决议，文中研究了在完整后牛顿近似下相对论参考系的基本概念、太阳系质心天球参考系(BCRS)和地球质心天球参考系(GCRS)的定义及其转换公式；推导了原时与坐标时之间的理论关系和严格转换公式。得到的理论公式可为进一步确定或定义相对论框架下的其它时间尺度(例如地球时和太阳系动力学时)提供了严格的理论基础和依据。     

X射线脉冲星导航定位技术研究

X射线天文学催生了X射线脉冲星导航,并为其提供了理论和技术基础,本文分析了X射线脉冲星导航的原理和计算方法,介绍脉冲星导航研究的重大意义及进展情况,分别对该技术涉及的关键技术,即脉冲星巡天、脉冲到达时间、X脉冲探测器、时空基准的建立与维持和导航算法等做了介绍。     

脉冲星导航的相对论定位法(Ⅱ):4维时空的观测方程

现行X射线脉冲星导航方法中存在两种固有误差,源于推算太阳系质心在当前时刻接收脉冲的相位以及将航天器固有时转换成太阳系质心坐标时。针对这一情况,文章根据相对论定位系统的基本思想和后牛顿引力理论,导出了X射线脉冲星导航的4维观测方程。相对于现行的3维观测方程,新方法只需根据航天器测量脉冲轮廓的相位即可完成航天器定位,不必考虑太阳系质心处的光子到达时间因而不必推算该处观测者在当前时刻的脉冲轮廓相位;也不必进行航天器固有时与质心坐标时的转换因而不必预先估计航天器的运动状态。新方法简单易行,能够有效地减小测量误差,建议在X射线脉冲星导航中取代现行观测方程。     

DCW-01型流动VLBI测量仪时频系统性能检测

我国自行研制的第一台DCW-01型流动VLBI测量仪已在昆明进行了试观测,文中介绍了该仪器的时频系统,并在观测实验中对其精度、稳定度作了检测.结果显示,所采用的时频系统,其精度及稳定度分别优于1×10-12和1×10-14,较好地满足了流动VLBI测量仪时频系统的既定要求,能够精密、可靠地适用于流动VLBI的观测实验.最后对仪器的检测工作提出了一些改进和建议.     

空间激光链路时频传递算法及仿真分析

利用空间高精度时频系统提供的超高精度时间频率信号,可以开展一系列空地时频传递和基础物理实验,支撑相对论及相关理论的高精度检验。针对空间激光链路时频传递算法进行了理论推导及仿真分析。首先,从星地激光双向时间比对理论公式出发,对比分析了X型星地双向时间比对与Lambda型星地双向时间比对的优缺点。其次,针对空间站轨道高度讨论了相对论效应对坐标时与原时转换的影响。最后,讨论了空地时频比对数据不连续性对空间站高精度原子钟稳定性评估的影响。结果表明：(1)基于激光测距方式的Lambda型双向时间比对可以抵消一阶多普勒对上下行距离项差异的影响,且Sagnac项影响的增大可忽略;(2)星地时间比对中坐标时和原时转换的相对论项对空间站位置的速度精度提出了高要求,为实现1×10-18量级的频率偏差比对精度,空间站地心距精度要求为1 dm,速度精度要求为0.1mm/s;(3)受空间站对地可见性影响,仅利用国内测站无法通过星地链路进行中短期原子钟稳定性的评估。     

航天器利用脉冲星进行自主导航定位和授时初探

介绍了脉冲星导航定位和授时服务的原理及方法，阐述了利用脉冲星进行航天器自主导航定位及授时的特点。认为脉冲星用于航天器导航授时服务，有可能进一步提高其时钟信息的长期稳定性，应用前景值得期待。     

脉冲星导航试验卫星空间计时数据的初步分析

脉冲星导航试验卫星(X-ray pulsar-based navigation-1, XPNAV-1)是我国首颗致力于探索X射线脉冲星导航技术的空间试验平台，已在轨运行七年多，获得大批观测数据，本文收集了该卫星三年多的空间观测数据，开展了一些有益的技术探索.首先处理分析了卫星对Crab脉冲星观测数据，得到Crab脉冲星的每轨、每天和总脉冲轮廓，结果表明，在时间维度上脉冲轮廓是稳定的，与国内外观测结果一致性较好；其次得到Crab脉冲星不同能段脉冲轮廓，分析了脉冲轮廓随能量变化特征；在能量维度上，得到了Crab脉冲星在不同脉冲相位区间的能谱，发现能谱与相位区间的脉冲强度成正比，表明我国自主研制的聚焦型X射线探测器具备良好的技术状态，也实现了卫星精确地“看得见”脉冲星的试验目标.最后利用XPNAV-1卫星的三天观测数据，实现基于最小二乘算法的脉冲星导航试验解算，得到卫星轨道确定精度约为56.93 km，分析发现XPNAV-1星对Crab脉冲星观测误差和初始轨道误差对当前导航解算精度影响较大.     

脉冲星用于深空探测器导航定位及授时的探讨

研究了脉冲星导航基本原理，分析了现有脉冲星导航定位算法，探讨了其在深空探测器自主导航定位和授时方面的应用。     

相对论框架下脉冲星导航的2PN观测方程研究

介绍了脉冲星导航的研究进展,顾及天体的四极矩和角动量,推导了脉冲星导航的2PN观测方程,对导航观测方程中的2PN相对论效