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相似文献
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1.
姚国政  费保俊  肖昱 《天文学报》2012,53(2):119-125
在X射线脉冲星自主导航(XNAV)中,位置观测方程表达了X光子到达航天器的时刻(TOA)和航天器位置的关系.具体讨论时,一般用TOA和"时间基准"的差值代替TOA,用太阳系质心系中的位置矢量表示航天器的位置."时间基准"可以取X光子到达太阳系质心(SSB)的真实时间,也可以取X光子到达SSB的"等效时间".讨论了基于这两种时间基准的位置观测方程,给出了时间精度为0.1 ns的位置观测方程,分析了其中各项的物理意义.  相似文献   

2.
脉冲星自转非常稳定,可以用作时间标准,许多脉冲星的空间位置、自行、距离、自转周期及其导数等天体测量参数和天体物理参数都能被精确测定.由于脉冲星能够同时提供时间信号和空间位置坐标,安装在航天器上的脉冲星导航系统能够实现航天器的自主导航.首先根据航天器轨道动力学方程预测航天器的位置,再通过航天器上观测的脉冲到达时间和预报的脉冲到达时间之差,应用Kalman滤波计算航天器位置估计的误差,从而对航天器的位置进行修正.最后,分析初始误差、脉冲到达时间测量精度、脉冲星个数对导航精度的影响.  相似文献   

3.
利用脉冲星钟模型能高精度地预报脉冲星脉冲到达太阳系质心的时间。基于脉冲星时、空参考架可实现各类空间飞行器的自主导航。讨论了脉冲星钟的模型和脉冲星导航系统的框架结构,描述了脉冲星导航的基本原理和算法。指出脉冲星导航系统对脉冲星脉冲到达探测器时刻的测量精度,是决定空间飞行器位置解算精度的关键因素。脉冲星导航观测采用的原子钟如果足够稳定,则空间飞行器位置的解算方法可以简化。在脉冲星导航系统计时观测精度达到或优于几十微秒量级时,脉冲星视差、相对论效应的影响是不可忽略的。对脉冲星导航系统开发设计中的关键技术和进一步研究的主要问题进行了初步分析和讨论。  相似文献   

4.
基于泊松模型的X射线脉冲星信号的最大似然TOA估计   总被引:1,自引:0,他引:1  
讨论了X射线脉冲星光子到达的周期平稳Poisson模型和到达时刻(Time of arrival,TOA)估计问题.在此基础上,得到了脉冲到达时刻的最大似然估计和克拉美-罗限(Cramer-Rao boundary,CRB),并推导了低信噪比情况下的似然函数近似表达和克拉美-罗限.利用解析的脉冲轮廓,对PSR B1821-24的TOA估计进行了Monte Carlo仿真,讨论了不同观测时间和信噪比下的估计误差,给出了相应的信噪比门限.研究表明:该分析方法能够有效估计X射线脉冲星的TOA定时精度,有利于评估其在各种应用中的性能.  相似文献   

5.
毫秒脉冲星具有很高的自转稳定性,利用脉冲星自转极其稳定的特性可以开展许多应用研究,如:脉冲星时间标准的建立、宇宙背景引力波的探测、X射线脉冲星导航应用等等.利用国际脉冲星计时阵(International Pulsar Timing Array,IPTA)中J0437-4715和J1713+0743 2颗源的实测数据开展脉冲星钟模型参数精度分析和脉冲到达时间(Time Of Arrival,TOA)预报精度研究.通过研究得知,目前脉冲星自转频率测量精度为10-15Hz,频率1阶导数测量精度为10~(-23)s~(-2),且自转参数测量精度随观测时间跨度每4–5 yr提高1个量级.另外,利用J0437-4715 10 yr观测数据建立的钟模型,其脉冲到达时间预报偏差4.8 yr之内可保持在1μs之内.因此,利用该脉冲星建立时间标准用于校准原子时,可以使原子时相对于地球时(Terrestrial Time,TT)的偏差在4.8 yr之内小于1μs.  相似文献   

6.
X射线脉冲星自主导航的光传播时间方程   总被引:1,自引:0,他引:1  
详细讨论了X射线脉冲星自主导航系统的广义相对论效应,采用DSX体系的后牛顿近似方法,计算出1PN度规下的光线弯曲轨迹和时间延缓以及2PN度规下的引力延缓,得到X射线脉冲自主导航的高精度测量方程.  相似文献   

7.
简介了国际上脉冲星计时研究的成果。主要评述中国在脉冲星计时研究方面的进展和观点:某些ms脉冲星可以用作天然的高精度的频率标准源。ms脉冲星时(PTens)的长期稳定度随观测时间的加长而提高,同时,它具有寿命长,稳定、可靠、不需要维修等优点。尽早适时地建立专门用于测量ms脉冲星时(PTens)的脉冲星钟系统网络是有益的。我国正在建设用于脉冲星脉冲到达时间(TOA)测量的50m射电望远镜,和正在研究(FAST)500m射电望远镜。论述了脉冲星时间尺度的建立是可行的,脉冲星时和原子时可以"交叉比对,相互检验,并肩发展"。研究表明综合脉冲星时的长期稳定度明显优于原子时。阐述了把小波分析方法应用于时间尺度,研究结果比较传统方法有明显的优势。对国际间的合作提出建议。并展望了中国的脉冲星计时规划。  相似文献   

8.
脉冲星是高速自转的中子星,其自转周期稳定,不受人为干扰破坏,可作为绝对时间的参考量.论文提出一种基于卡尔曼滤波算法的脉冲星授时方法,以太阳某同步轨道为例,对基于卡尔曼滤波的钟差控制以及脉冲星星表误差和脉冲到达时间(TOA)测量精度对授时精度的影响进行了仿真分析.结果表明,该方法可以有效消除星载时钟钟差并抑制其随时间的增加,解决了航天器搭载低成本时钟精度不能满足要求的问题.  相似文献   

9.
用脉冲星钟作航天器时间标准   总被引:3,自引:0,他引:3  
在介绍参考坐标系和时间标准的基础上,讨论了用脉冲星为航天器导航的时间标准问题。利用X射线脉冲星实现航天器自主导航,星载钟的任何误差都会直接影响航天器位置测量。脉冲星钟具有较高的长期频率稳定度,适合用作各类航天器的时间标准。重点讨论了时间标准误差对航天器定位的影响;给出了用脉冲星钟作航天器时间标准的物理实现方法。  相似文献   

10.
简介了国际上脉冲星计时研究的成果。主要评述中国在脉冲星计时研究方面的进展和观点:某些ms脉冲星可以用作天然的高精度的频率标准源。ms脉冲星时(PTens)的长期稳定度随观测时间的加长而提高,同时,它具有寿命长,稳定、可靠、不需要维修等优点。尽早适时地建立专门用于测量ms脉冲星时(PFens)的脉冲星钟系统网络是有益的。我国正在建设用于脉冲星脉冲到达时间(TOA)测量的50m射电望远镜,和正在研究(FAST)500m射电望远镜。论述了脉冲星时间尺度的建立是可行的,脉冲星时和原子时可以“交叉比对,相互检验,并肩发展”。研究表明综合脉冲星时的长期稳定度明显优于原子时。阐述了把小波分析方法应用于时间尺度,研究结果比较传统方法有明显的优势。对国际间的合作提出建议。并展望了中国的脉冲星计时规划。  相似文献   

11.
A pulsar has the very stable rotation and can be used as the time standard. The astrometric parameters and astrophysical parameters of many pulsars, such as the spatial position, proper motion, distance, rotation period and its derivative, etc., can be all accurately determined. Since the pulsar can provide the time signal and the coordinates of its spatial position simultaneously, the pulsar navigation system installed on a spacecraft enables the autonomous navigation of the spacecraft to be realized. Firstly, the position of the spacecraft is predicted based on the equation of orbit dynamics of the spacecraft and then the Kalman filtering is applied to calculating the estimation error of the spacecraft position through the difference between the pulse arrival time observed on the spacecraft and the predicted pulse arrival time, thereby modifying the position of the spacecraft. Finally, the effects of the initial error, measuring accuracy of the pulse arrival time and number of pulsars on the navigation accuracy are analyzed.  相似文献   

12.
The equation of position measurement of XNAV (X-ray pulsar-based autonomous navigation) reveals the relation between the time of arrival (TOA) of an X-ray photon and the spacecraft position at this moment. In specific dis- cussions of navigation, the TOA is generally replaced by the difference between the TOA and a preset “time reference”, and the spacecraft position is expressed by the position vector in the barycentric system of the solar system. The “time reference” may be the true TOA at the solar-system barycenter (SSB), or an “equivalent TOA” at SSB. As the true TOA at SSB is difficult to obtain, the “equivalent TOA” is more convenient for navigation. The equations of position measurement based on the two kinds of “time reference” are discussed, the equa- tion based on the “equivalent TOA”, which has the time accuracy of 0.1 ns, is given, and the physical meanings of the every term in which are analyzed.  相似文献   

13.
田丰 《天文学进展》2011,29(1):97-104
目前很多学者希望从"X射线脉冲星自主导航"的导航算法研究入手,利用数据分析或仿真进行验证.其中关于航天器自主定位的误差估计方法、误差量级和各种影响因素的讨论,并没有在给定详细初始条件的基础上系统性地说明问题.为了分析上述问题,需从天体测量学的角度出发,对自主定位的各种误差源及其影响因素进行探讨和误差量级的估计.首先,由...  相似文献   

14.
Millisecond pulsars have a very high rotation stability, which can be applied to many research fields, such as the establishment of the pulsar time standard, the detection of gravitational wave, the spacecraft navigation by using X-ray pulsars and so on. In this paper, we employ two millisecond pulsars PSR J0437-4715 and J1713+0743, which are observed by the International Pulsar Timing Array (IPTA), to analyze the precision of pulsar clock parameter and the prediction accuracy of pulse time of arrival (TOA). It is found that the uncertainty of spin frequency is 10?15 Hz, the uncertainty of the first derivative of spin frequency is 10?23 s?2, and the precision of measured rotational parameters increases by one order of magnitude with the accumulated observational data every 4~5 years. In addition, the errors of TOAs within 4.8 yr which are predicted by the clock model established by the 10 yr data of J0437-4715 are less than 1 μs. Therefore, one can use the pulsar time standard to calibrate the atomic clock, and make the atomic time deviate from the TT (Terrestrial Time) less than 1 μs within 4.8 yr.  相似文献   

15.
We present the results from our timing of the millisecond pulsar B1937+21, performed jointly since 1997 on two radio telescopes: the RT-64 in Kalyazin (Russia) at a frequency of 0.6GHz and RT-34 in Kashima (Japan) at a frequency of 2.15 GHz. The rms value of the pulse time of arrival (TOA) residuals for the pulsar at the barycenter of the Solar system is 1.8 μs (the relative variation is ≈10?14 over the observing period). The TOA residuals are shown to be dominated by white phase noise, which allows this pulsar to be used as an independent time scale keeper. The upper limit for the gravitational background energy density Ωgh2 at frequencies ≈6.5 × 10?9 Hz is estimated to be no higher than 10?6. Based on the long-term timing of the pulsar, we have improved its parameters and accurately determined the dispersion measure and its time variation over the period 1984–2002, which was, on average, ?0.00114(3) pc cm?3 yr?1.  相似文献   

16.
A new mechanism of production of pulsar radio emission is suggested. An equation for pulsar radio luminosity is derived for the case of an inclined rotator.Translated from Astrofizika, Vol. 39, No. 3, pp. 489–514, July–September, 1996.  相似文献   

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