毫秒脉冲星在时间计量中的可能应用

在分析射电脉冲星的自转和时间尺度的基本特征及其相互之间的关系的基础上，讨论了毫秒脉冲星在时间工作中的可能应用。基于毫秒脉冲星的到达时间的测量，经过必要的时空转换、改正及参数拟合，可以建立脉冲星时及综合脉冲星时。虽然脉冲星时及综合脉冲星时对原子有所依赖，但它们，特别是综合脉冲星时，可以用来将原子时的准确度从一个时段传递到另一个时段，并可用来分析原子时的长期稳定度。另外，可以利用双星脉冲星的轨道运动的相位来定义一种动力学时间尺度－－双星脉冲星时。     

毫秒脉冲量计时方法的研究进展和前景

介绍脉冲星的时间频率特征,脉冲星时间研究的意义,毫秒脉冲星计时理论方法和技术方面的研究进展,对其中的关键问题给予讨论．并对其发展前景进行了展望．     

毫秒脉冲星计时观测的研究进展

对毫秒脉冲星时间测量的理论、方法和技术研究的进展进行了阐述。根据近年来取得的观测研究结果,毫秒脉冲星计时测量误差～2×10－7秒,毫秒脉冲星自转周期稳定性足以和现代原子钟相媲美：其相对频率不稳定度达到1×10－14（1年≤γ≤5．2年）,并可望更高。近年来,脉冲星计时观测系统的接收灵敏度获得很大改进,计时观测的数据采集、处理技术、脉冲到达时间分析模型研究等都有长足发展。通过综合脉冲星时间算法得到的脉冲星时间尺度将比现代原子时具有更高的长期稳定度。叙述了脉冲星的物理特性及有关计时观测系统的技术成果,如观测频率和带宽的选择,消色散和接收系统灵敏度等问题。最后对毫秒脉冲星时间测量的误差源进行了讨论,并对脉冲星时间尺度的应用前景做了展望。     

毫秒脉冲量计时方法和实验研究的进展

介绍脉冲星的时间频率特征。阐述了该课题研究的意义,国内外毫秒脉冲星计时理论,方法和技术方面的研究进展,分析了我国开展毫秒脉冲星计划时研究的可行性、目标及任务,并对其中的关键问题给予讨论,最后对该领域的研究发展前景进行展望。     

脉冲星时间尺度及其TOA预报初步分析

在简述国际天文学会(IAU)定义的几种不同时间尺度的基础上,重点讨论脉冲星计时观测中时间坐标相对论转换问题。脉冲星计时观测资料分析应该参考地球时TT,并将TT转换为质心坐标时TCB或质心力学时TDB。基于IAU重新定义的TDB,讨论和比较了时间坐标转换的解析算法和利用太阳系天体历表的数值积分算法。分析了TCB和TDB对脉冲星自转参数测量的影响。最后,以毫秒脉冲星PSR B1855+09的计时模型为例,初步分析了脉冲星脉冲到达时间的预报问题。     

毫秒脉冲星计时观测进展

在评述国际上毫秒脉冲星长期计时观测成果的基础上，比较了由毫秒脉冲星自转定义的脉冲星时PT与原子时AT的长期稳定度。毫秒脉冲星PSR B1855 09 15yr的长期稳定度优于原子时TAI—USNO，而接近原子时TAI—PTB；其短期稳定度主要受到计时观测误差的限制。毫秒脉冲星PSR J0437-47 1yr以上的稳定度明显优于上述两原子时系统。毫秒脉冲星PSR B193T 21和PSR J1713 07的长期稳定度受到低频噪声影响，但仍能对综合脉冲星时PTens的建立与保持作出贡献。另外，介绍和评述了国际上脉冲星计时阵的现状及发展。随着脉冲星计时阵的实旅，在脉冲星时间标准研究、原子时误差、太阳系历表误差研究和引力波探测方面将会取得重要成果；展望了国际上平方公里望远镜(SKA)在毫秒脉冲星计时观测方面的发展前景。     

毫秒脉冲星定时研究进展

毫秒脉冲星守时的理论和方法研究己取得重要进展,利用现有2颗毫秒脉冲星约10yr的计时观测资料分析得到的 TAI-PT,其长期稳定度为 2×10－14。采用合适的长期稳定度算法,由多颗毫秒脉冲星计时观测可以建立综合脉冲星时间尺度。它可以成为与原子时系统比较的重要手段,并对原子时长期稳定度的改进做出贡献。介绍了该领域研究的基本状况,重点对毫秒脉冲星守时的理论方法,综合脉冲星时间及与原子时的关系等进行了讨论和评述。对由双星系统内毫秒脉冲星的轨道运动定义的双星脉冲星时也做了介绍。     

毫秒脉冲星计时方法和实验研究的进展

介绍脉冲星的时间频率特征。阐述了该课题研究的意义 ,国内外毫秒脉冲星计时理论、方法和技术方面的研究进展。分析了我国开展毫秒脉冲星计时研究的可行性、目标及任务 ,并对其中的关键问题给予讨论。最后对该领域的研究发展前景进行展望。     

脉冲星在空间飞行器定位中的应用

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。     

射电脉冲星观测资料及其启示

在本文中先简要介绍了８０年代以来射电脉冲星方面的观测进展，然后详细介绍了射电脉冲星的第一手观测资料，包括空间分布，传播特性，时间特性，脉冲轮廓与偏振以及频谱特性等，并详细综述观测资料对我们提供的信息及给我们的启示，为理论模型的建立和检验提供了基础。     

Morphology and characteristics of radio pulsars

This review describes the observational properties of radio pulsars, fast rotating neutron stars, emitting radio waves. After the introduction we give a list of milestones in pulsar research. The following chapters concentrate on pulsar morphology: the characteristic pulsar parameters such as pulse shape, pulsar spectrum, polarization and time dependence. We give information on the evolution of pulsars with frequency since this has a direct connection with the emission heights, as postulated in the radius to frequency mapping (RFM) concept. We deal successively with the properties of normal (slow) pulsars and of millisecond (fast-recycled) pulsars. The final chapters give the distribution characteristics of the presently catalogued 1300 objects.Received: 5 December 2003, Published online: 15 April 2004 Correspondence to: Richard Wielebinski     

Research on Ensemble Pulsar Time Based on Observed Data

The applications of pulsar timing to several important aspects are introduced and a skeletal definition of the pulsar time scale is given. By taking advantage of the observational timing data of millisecond pulsars obtained at the Parkes Astronomical Observatory, Australia, the ensemble pulsar time based on 4 millisecond pulsars is built up, the comparison of its stability σz, with that of the atomic time is made, and finally a few of important factors which affect the ensemble pulsar time, as well as their influences on the pulsar timing accuracy and application are analyzed.     

综合脉冲星时的小波分析算法

由单脉冲星定义的脉冲星时受几种噪声源的影响,为削弱这些影响得到一种更稳定的时间尺度,采取将多颗脉冲星定义的单脉冲星时进行综合的分析方法得到综合脉冲星时．用两种方法:经典加权算法和小波分解算法,对PSRB1855 09和PSR B1937 21两颗脉冲星进行综合计算并做出比较,经典加权算法无法兼顾脉冲星不同频率上的稳定度,而用小波分析的方法对PSR B1855 09和PSR B1937 21两颗脉冲星进行综合,能够有效抑制不同频率上噪声的影响,达到更好的效果．     

Studying millisecond pulsars in X-rays

Millisecond pulsars represent an evolutionarily distinct group among rotation-powered pulsars. Outside the radio band, the soft X-ray range (～0.1–10 keV) is most suitable for studying radiative mechanisms operating in these fascinating objects. X-ray observations revealed diverse properties of emission from millisecond pulsars. For the most of them, the bulk of radiation is of a thermal origin, emitted from small spots (polar caps) on the neutron star surface heated by relativistic particles produced in pulsar acceleration zones. On the other hand, a few other very fast rotating pulsars exhibit almost pure nonthermal emission generated, most probably, in pulsar magnetospheres. There are also examples of nonthermal emission detected from X-ray nebulae powered by millisecond pulsars, as well as from pulsar winds shocked in binary systems with millisecond pulsars as companions. These and other most important results obtained from X-ray observations of millisecond pulsars are reviewed in this paper, as well as results from the search for millisecond pulsations in X-ray flux of the radio-quite neutron star RX J1856.5-3754.     

Statistical Analysis of Physical Parameters of Pulsars

Thanks to the excellent performance of FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope), the number of pulsars has increased rapidly. It is very important to analyze the physical parameters of known pulsars. The overall properties of pulsars are studied by analyzing the related physical parameters such as spatial position, period, surface magnetic flux density and so on. A large number of pulsars were detected by FAST near the galactic disk, which reflect the superiority of its detection ability. The diagram of the relationship between the period and the time derivative of period of pulsars has been updated. At present, 57 pulsars have crossed the classical “death line”, and five were discovered by FAST. Finally, the physical parameters of the binary pulsar systems are statistically analyzed, the binary pulsar systems are evolving towards the direction of low eccentricity and the decrease mass of the companion star. Moreover, 9 are located above the “spin-up line”. FAST is making China into the golden age of pulsar discovery, which will further promote the rapid development of pulsar physics.     

相控阵馈源MVDR波束合成器缓解RFI仿真

相控阵馈源(Phased array feeds, PAFs)接收机作为下一代微波接收机,为大口径射电天文望远镜的射电干扰(Radio Frequency Interference, RFI)缓解工作带来了新的解决方法. PAFs接收机对射电望远镜焦平面的电磁波进行空域采样,返回时域阵列信号,使用最小方差无失真响应(Minimum Variance Distortionless Response, MVDR)波束合成器可以自适应地识别RFI的方向,同时抑制RFI在输出信号中的功率,从而达到提升射电望远镜灵敏度的效果.仿真结果表明MVDR波束合成器对有源高能量的射电干扰有很强的识别能力和一定程度的缓解能力,同时,该波束合成器对各阵元信道中加性噪声累积引起的无源干扰有很强的抑制能力,因此, PAFs接收机的MVDR波束合成器可以增强日益复杂电磁波环境下射电望远镜的抗干扰能力.     

基于双谱滤波的综合脉冲星时算法研究

毫秒脉冲星的自转频率非常稳定,提供了一种独立的基于遥远自然天体并能持续数百万乃至数十亿年的时间基准,具有稳定性强、运行时间长、服务范围广等特点.为了减弱毫秒脉冲星计时观测中各种高斯噪声对脉冲星时的影响,研究了一种基于双谱滤波的综合脉冲星时构建算法,处理分析了国际脉冲星计时阵(International Pul-sar Timing Array,IPTA)最新发布的4颗毫秒脉冲星(PSR J0437-4715、J0613-0200、J1713+0747和J1909-3744)的观测数据,分析了不同时间尺度综合脉冲星时的稳定性,并与构成国际原子时(International Atomic Time,TAI)的4家授时单位原子钟稳定性进行了比较.结果表明:双谱滤波算法能够较好地抑制观测噪声,提高综合脉冲星时的稳定性.相比于经典加权算法,综合脉冲星时1 yr、10 yr稳定度从7.77×10^-14、8.56×10^-16分别提高到1.50×10^-14、3.50×10^-16,单脉冲星时稳定性的提升也类似.同时发现,综合脉冲星时稳定性在5 yr及以上时间尺度上优于原子钟稳定性,可用于改善当前原子时的长期稳定性.