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非等间隔计时数据的X射线脉冲星周期快速搜索算法

周庆勇 姬剑锋 任红飞

非等间隔计时数据的X射线脉冲星周期快速搜索算法

周庆勇, 姬剑锋, 任红飞
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  • 利用X射线脉冲星信号的计时信息实现航天器深空导航具有重要意义, 精确的时间模型(周期及周期导数) 是获得高精度自主导航的基础.针对X射线光子并非等间隔地到达探测器的特点, 在对比分析两种非等间隔数据处理方法(χ2量评估方法和Lomb算法)的基础上, 提出了用Lomb算法估计脉冲星周期初值, 进一步使用χ2量评估方法精化周期值的方法.同时运用快速傅里叶变换算法的思想对Lomb算法进行改进, 较大地提高了程序的运算效率.最后利用X射线源仿真系统的计时数据对算法进行试验分析, 搜索出准确的脉冲星周期和折叠出正确的脉冲轮廓.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 41004013, 41174025, 41204020)资助的课题.
    [1]

    Sheikh S I, Pines D J 2006 Journal of Guidance, Control, and Dynamics 29 49

    [2]

    Mao Y 2009 Ph. D. Dissertation (Zhengzhou: PLA Information Engineering University) (in Chinese) [毛悦 2009博士学位论文 (郑州: 解放军信息工程大学)]

    [3]

    Sheikh S I 2005 Ph. D. Dissertation (USA: University of Maryland)

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    Burns W R, Clark B G 1969 Astron. Astrophys. 2 280

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    Ransom S M, Eikenberry S S, Middleditch J 2002 The Astronomical Journal 124 1788

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    Ransom S M, Cordes J M, Eikenberry S S 2003 The Astronomical Journal 589 911

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    Li J X, Ke X Z, Zhao B S 2012 Acta Phys. Sin. 61 069701 (in Chinese) [李建勋, 柯熙政, 赵宝升2012物理学报 61 069701]

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    Su Z, Wang Y, Xu L P 2010 Journal of Astronautics 31 1563 (in Chinese) [苏哲, 王勇, 许录平 2010 宇航学报 31 1563]

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    Hu G S 2009 Numeric Signal Processing (Beijing: Tsing University Press) p169 (in Chinese) [胡广书 2009数字信号处理 (北京:清华大学出版社) p169]

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    William H, Press S A, Teukolsky W T, Brlan P F 2007 Numerical Recipes: The Art of Scientific Computing (3rd Ed.) (London: Cambridge University Press) p685

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    Jian N C, Wang G L, Li J L, Zhang B 2006 Acta Astr. Sin. 47 336 (in Chinese) [简念川, 王广利, 李金岭, 张波 2006 天文学报 47 336]

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    Andrew L, Francis G S 2005 Pulsar Astronomy (2nd Ed.) (London: Cambridge University Press) p24

    [13]

    Lomb N R 1976 Astrophysics and Space Science 39 447

    [14]

    Scargle J D 1982 Astrophysical Journal 338 277

    [15]

    Press W H, Rybicki G B 1989 Astrophysical Journal 302 757

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    Li Z B 2011 Ph. D. Dissertation (Beijing: Chinese Academy of Sciences) (in Chinese) [李志兵2011博士学位论文 (北京: 中国科学院研究生院)]

  • [1]

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    [2]

    Mao Y 2009 Ph. D. Dissertation (Zhengzhou: PLA Information Engineering University) (in Chinese) [毛悦 2009博士学位论文 (郑州: 解放军信息工程大学)]

    [3]

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    Burns W R, Clark B G 1969 Astron. Astrophys. 2 280

    [5]

    Ransom S M, Eikenberry S S, Middleditch J 2002 The Astronomical Journal 124 1788

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    Li J X, Ke X Z, Zhao B S 2012 Acta Phys. Sin. 61 069701 (in Chinese) [李建勋, 柯熙政, 赵宝升2012物理学报 61 069701]

    [8]

    Su Z, Wang Y, Xu L P 2010 Journal of Astronautics 31 1563 (in Chinese) [苏哲, 王勇, 许录平 2010 宇航学报 31 1563]

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    Andrew L, Francis G S 2005 Pulsar Astronomy (2nd Ed.) (London: Cambridge University Press) p24

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  • [1] 刘婉馨, 陈瑞, 刘永杰, 王俊峰, 韩小涛, 杨明. 脉冲强磁场下的电极化测量系统. 物理学报, 2020, 69(5): 057502. doi: 10.7498/aps.69.20191520
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计量
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-03-10
  • 修回日期:  2012-08-13
  • 刊出日期:  2013-01-05

非等间隔计时数据的X射线脉冲星周期快速搜索算法

  • 1. 地理信息工程国家重点实验室, 西安 710054;
  • 2. 西安测绘研究所, 西安 710054
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 41004013, 41174025, 41204020)资助的课题.

摘要: 利用X射线脉冲星信号的计时信息实现航天器深空导航具有重要意义, 精确的时间模型(周期及周期导数) 是获得高精度自主导航的基础.针对X射线光子并非等间隔地到达探测器的特点, 在对比分析两种非等间隔数据处理方法(χ2量评估方法和Lomb算法)的基础上, 提出了用Lomb算法估计脉冲星周期初值, 进一步使用χ2量评估方法精化周期值的方法.同时运用快速傅里叶变换算法的思想对Lomb算法进行改进, 较大地提高了程序的运算效率.最后利用X射线源仿真系统的计时数据对算法进行试验分析, 搜索出准确的脉冲星周期和折叠出正确的脉冲轮廓.

English Abstract

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