脉冲星测时软件TEMPO2的使用方法

详细介绍了脉冲星测时软件TEMPO2的应用算法和软件的使用方法。内容包括软件的下载、安装、各种程序接口的使用、数据模拟、软件的开发以及该软件预测模式的使用。     

用软件PSRCHIVE分析脉冲星数据

PSRCHIVE是一款开源的、面向对象的科学数据分析软件,是一套应用于脉冲星天文学研究的应用包。它通过一系列通用算法实现数据校准与积分、统计分析与模拟以及可视化处理过程,并在脉冲星测时、偏振测量、射频干扰、脉冲变化研究等方面得到了很好的应用。主要概述该软件包含的各种功能,特别是核心应用的各种界面。     

脉冲星搜寻软件的安装和使用

搜寻射电脉冲星需要成熟的软件套路以保证有效地得到新发现。介绍了脉冲星搜寻过程,提供了安装脉冲星搜寻软件的工具,并给出了脉冲星搜寻的例子。     

Parkes脉冲星数据库使用方法

Parkes脉冲星数据库目前已经收集了从1991年至今由Parkes望远镜观测的165755个数据文件。数据文件及其存取方法遵循虚拟天文台协议。介绍了脉冲星数据库的使用方法,以及使用在线界面进行数据获取的例子。     

脉冲星在银河系中空间分布的讨论(英文)

已发表的三个脉冲星星表共有384颗。采用这个样本并用一种经验的方法修正观测选择效应,获得脉冲星按银心距离的分布和银河系中可能存在的脉冲星总数。一个明显的峰值在离银心5—7KPC处。脉冲星的总数为(8.4±3.7)×10~4。采用束因子值为5和平均寿命为9×10~6年,得到诞生率为每15—38年产生一颗。     

基于小波模极大值相关信息的脉冲星标准脉冲轮廓累积方法

讨论了产生脉冲星标准脉冲轮廓的重要性.在分析经典脉冲轮廓生成方法的基础上,提出了基于小波模极大值相关处理的脉冲轮廓累加方法.首先将观测数据按周期分组,分别进行小波分解,生成粗尺度上以脉峰为特征点的小波系数;然后,选择某组高信噪比信号的系数为参考数据,分别与其它各组变换系数进行相关,确定脉峰的相对时延.最后,对分组的原始观测数据按此相对时延量进行累加,生成脉冲轮廓.观测信号可先通过背景噪声估计和平滑处理而得到信噪比较高的归一化标准轮廓.实例分析以及与模板相关法的比较结果表明:该方法简单而有效,不需要设计近似模板,且对噪声类型不敏感,具有较高的工程应用价值.     

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.     

毫秒(ms)脉冲星计时观

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。     

毫秒脉冲星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,毫秋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。     

脉冲星对氢原子钟的频率驾驭算法研究

氢原子钟具有较高的短期稳定度,将其作为主钟可在短期内产生高精度的本地时间信号.但氢钟存在频率漂移现象,导致其长期稳定度较差,从而影响本地时间的准确性.毫秒脉冲星自转高度稳定,借助于其长期稳定度高的特性,可定期实现对氢原子钟的频率驾驭,并对实时信号加以控制.首先分析了国际脉冲星计时阵(International Pulsar Timing Array,IPTA)第二批发布数据中四颗毫秒脉冲星的稳定度随时间的变化,同时采用哈达玛方差分析了中国科学院国家授时中心(National Time Service Center,NTSC)一台氢钟的频率稳定性能,最终给出了利用脉冲星驾驭氢原子钟频率的方法.     

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。     

On measuring the gravitational-wave background using Pulsar Timing Arrays

The long-term precise timing of Galactic millisecond pulsars holds great promise for measuring the long-period (months to years) astrophysical gravitational waves. Several gravitational-wave observational programs, called Pulsar Timing Arrays (PTA), are being pursued around the world.
Here, we develop a Bayesian algorithm for measuring the stochastic gravitational-wave background (GWB) from the PTA data. Our algorithm has several strengths: (i) it analyses the data without any loss of information; (ii) it trivially removes systematic errors of known functional form, including quadratic pulsar spin-down, annual modulations and jumps due to a change of equipment; (iii) it measures simultaneously both the amplitude and the slope of the GWB spectrum and (iv) it can deal with unevenly sampled data and coloured pulsar noise spectra. We sample the likelihood function using Markov Chain Monte Carlo simulations. We extensively test our approach on mock PTA data sets and find that the algorithm has significant benefits over currently proposed counterparts. We show the importance of characterizing all red noise components in pulsar timing noise by demonstrating that the presence of a red component would significantly hinder the detection of the GWB.
Lastly, we explore the dependence of the signal-to-noise ratio on the duration of the experiment, number of monitored pulsars and the magnitude of the pulsar timing noise. These parameter studies will help formulate observing strategies for the PTA experiments.     

A Statistical Analysis of Radio Pulsar Timing Noise

We present an analysis of the timing observations on 27 radio pulsars, collected at Hartebeesthoek Radio Astronomy Observatory (HartRAO), with time spans ranging between ～ 9 and 14yr. Our results show that the measured pulsar frequency second derivatives are non-stationary. Both the magnitude and the sign of the ■ values depend upon the choice of epoch and data span. A simple statistical analysis of the observed second time derivative of the pulse frequency (■obs) of a large sample of 391 (25 HartRAO and 366 Jodrell Bank Observatory) pulsars reveals that ■ is only marginally correlated with both the pulsar spin-d own rate ( ■) and the characteristic age (τc). We find correlation coefficients of ～ 0.20a nd-0.30 between the measured braking indices and, respectively, ■ and τc. This result reaffirms earlier conclusions that the braking indices of most radio pulsars, obtained through the standard timing technique, are strongly dominated by sustained random fluctuations in the observed pulse phase.     

A Research on the Pulsar Timing Based on Kalman Filtering

The pulsar is a high-speed rotationing neutron star with a stable rotational period, being not disturbed and destroyed artificially, and can be taken as the reference quantity of the absolute time. In this article a kind of pulsar time service method based on the Kalman filtering algorithm is proposed, and the simulation analysis of the clock error control based on the Kalman filtering and of the effect of the pulsar catalogue error and the measuring accuracy of the pulsar time of arrival (TOA) on the accuracy of time service is made by taking a certain solar synchronous orbit as an example. The result shows that by utilizing this method the clock error of the satellite-borne clock can be effectively eliminated and its time-dependent increase is restrained, thereby solving the problem that the accuracy of the spacecraft-borne low cost clock can not meet the needs.     

脉冲星时间特征和多星计时观测

在评介脉冲星时研究发展趋势的基础上,讨论了基于毫秒脉冲星自转的脉冲星时间的短期特征和长期稳定度,并对影响其稳定度的因素作了初步分析.50m射电望远镜计时观测的目的之一就是综合脉冲星时研究.对于50m望远镜计时观测的选星和由多星观测进行综合脉冲星时研究中的数据分析问题进行了讨论.     

基于脉冲星计时的航天器自主定位误差估计方法

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...