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一种基于最优频段的X射线脉冲星累积轮廓时延估计方法

方海燕 刘兵 李小平 孙海峰 薛梦凡 沈利荣 朱金鹏

一种基于最优频段的X射线脉冲星累积轮廓时延估计方法

方海燕, 刘兵, 李小平, 孙海峰, 薛梦凡, 沈利荣, 朱金鹏
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  • 为提高X射线脉冲星导航中累积脉冲轮廓的时间延迟估计精度, 分析了X射线脉冲星累积脉冲轮廓的频谱特性和现有Taylor快速傅立叶变换时延估计算法的缺陷, 提出了一种基于最优频段的累积轮廓时延估计算法, 并通过建立不同信噪比下时延估计误差与所采用频段之间的关系以确定最优频段. 数值及实测数据实验结果表明: 在短时观测或光子流量较小时, 该算法优于常用的近似最大似然 (FAML)、相关 (CC)、最小二乘 (NLS) 及加权最小二乘 (WNLS) 方法; 在观测时间较长或光子流量较大时, 该算法的估计精度与CC及NLS方法相当, 但其运算量低于NLS, FAML 及WNLS方法. 本文所提算法适用于短时观测脉冲轮廓或低流量脉冲星的高精度时延估计.
      通信作者: 方海燕, hyfang@xidian.edu.cn
    [1]

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

    [2]

    Xue M F, Li X P, Sun H F, Liu B, Fang H Y, Shen L R 2015 Acta Phys. Sin. 64 219701 (in Chinese) [薛梦凡, 李小平, 孙海峰, 刘兵, 方海燕, 沈利荣 2015 物理学报 64 219701]

    [3]

    Shuai P, Li M, Chen S L, Huang Z 2009 Principles and Techniques of X-ray Pulsar Based Navigation System (Beijing: China Astronauic Publishing House) p15 (in Chinese) [帅平, 李明, 陈绍龙, 黄震 2009 X射线脉冲星导航系统原理与方法 (北京: 中国宇航出版社) 第15页]

    [4]

    Xue M F, Li X P, Fu L Z, Fang H Y, Sun H F, Shen L R 2015 Sci. China: Inf. Sci. 58 122202

    [5]

    Bernhardt M G, Becker W, Prinz T, Breithuth F M, Walter U 2011 Proceedings of 2 nd International Conference on Space TechnologyAthens, Greece, September 15-17, 2011 p1

    [6]

    Becker W 2009 X-Ray Emission From Pulsars and Neutron Stars, in Neutron Stars and Pulsars (Berlin: Springer) pp91-95

    [7]

    Sala J, Urruela A, Villares X 2004 ARIADNA Study 3 4202

    [8]

    Hanson J E 1996 Ph. D. Dissertation (USA: Stanford University)

    [9]

    Bei X M, Shuai P, Huang L W, Sun H F, Wu Y J, Zhang Q 2014 Acta Phys. Sin. 63 219701 (in Chinese) [贝晓敏, 帅平, 黄良伟, 孙海峰, 吴耀军, 张倩 2014 物理学报 63 219701]

    [10]

    Emadzadeh A A, Speyer J L 2010 IEEE Trans. Sig. Proc. 58 4484

    [11]

    Emadzadeh A A, Speyer J L 2011 Navigation in Space by X-Ray Pulsars (Berlin: Springer) pp24-26

    [12]

    Zhu J, Ji P Y 2008 Chin. Phys. B 17 356

    [13]

    Xue M F, Li X P, Fu L Z, Liu X P, Sun H F, Shen L R 2016 Acta Astron. 118 1

    [14]

    Huang L W, Liang B, Zhang T 2013 Sci: China G: Phys. Mech. Astron. 56 848

    [15]

    Emadzadeh A A, Golshan A R, Speyer J L 2009 Joint 48th IEEE Conference on Decision and Control and 28th Chinese Control Conference Shanghai, China, December 16-18, 2009 p1488

    [16]

    Li J X, Ke X Z 2011 Chin. Astron. Astr. 35 19

    [17]

    Rinauro S, Colonnese S, Scarano G 2013 Signal Process. 93 326

    [18]

    Zhang H, Xu L P 2011 Sci. China: Technol. Sci. 54 2263

    [19]

    Sun H F, Bao W M, Fang H Y, Bao W M 2015 J. Huazhong Univ. Sci. Technol. (Natural Science Edition) 43 121

    [20]

    Taylor J H 1992 Philos. T. R. Soc. A 341 117

    [21]

    Sun H F, Bao W M, Fang H Y, Li X P 2014 Acta Phys. Sin. 63 069701 (in Chinese) [孙海峰, 包为民, 方海燕, 李小平 2014 物理学报 63 069701]

    [22]

    Piersol A G 1981 IEEE Trans. Acoust. Speech Signal Process. ASSP-29 471

    [23]

    Zhao Z, Hou Z Q 1985 Acta Acustica 10 201 (in Chinese) [赵真, 侯自强 1985 声学学报 10 201]

    [24]

    Ross S M 2007 Introduction to Probability Models (9th Ed) (New York: Elsevier) pp101-110

  • [1]

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

    [2]

    Xue M F, Li X P, Sun H F, Liu B, Fang H Y, Shen L R 2015 Acta Phys. Sin. 64 219701 (in Chinese) [薛梦凡, 李小平, 孙海峰, 刘兵, 方海燕, 沈利荣 2015 物理学报 64 219701]

    [3]

    Shuai P, Li M, Chen S L, Huang Z 2009 Principles and Techniques of X-ray Pulsar Based Navigation System (Beijing: China Astronauic Publishing House) p15 (in Chinese) [帅平, 李明, 陈绍龙, 黄震 2009 X射线脉冲星导航系统原理与方法 (北京: 中国宇航出版社) 第15页]

    [4]

    Xue M F, Li X P, Fu L Z, Fang H Y, Sun H F, Shen L R 2015 Sci. China: Inf. Sci. 58 122202

    [5]

    Bernhardt M G, Becker W, Prinz T, Breithuth F M, Walter U 2011 Proceedings of 2 nd International Conference on Space TechnologyAthens, Greece, September 15-17, 2011 p1

    [6]

    Becker W 2009 X-Ray Emission From Pulsars and Neutron Stars, in Neutron Stars and Pulsars (Berlin: Springer) pp91-95

    [7]

    Sala J, Urruela A, Villares X 2004 ARIADNA Study 3 4202

    [8]

    Hanson J E 1996 Ph. D. Dissertation (USA: Stanford University)

    [9]

    Bei X M, Shuai P, Huang L W, Sun H F, Wu Y J, Zhang Q 2014 Acta Phys. Sin. 63 219701 (in Chinese) [贝晓敏, 帅平, 黄良伟, 孙海峰, 吴耀军, 张倩 2014 物理学报 63 219701]

    [10]

    Emadzadeh A A, Speyer J L 2010 IEEE Trans. Sig. Proc. 58 4484

    [11]

    Emadzadeh A A, Speyer J L 2011 Navigation in Space by X-Ray Pulsars (Berlin: Springer) pp24-26

    [12]

    Zhu J, Ji P Y 2008 Chin. Phys. B 17 356

    [13]

    Xue M F, Li X P, Fu L Z, Liu X P, Sun H F, Shen L R 2016 Acta Astron. 118 1

    [14]

    Huang L W, Liang B, Zhang T 2013 Sci: China G: Phys. Mech. Astron. 56 848

    [15]

    Emadzadeh A A, Golshan A R, Speyer J L 2009 Joint 48th IEEE Conference on Decision and Control and 28th Chinese Control Conference Shanghai, China, December 16-18, 2009 p1488

    [16]

    Li J X, Ke X Z 2011 Chin. Astron. Astr. 35 19

    [17]

    Rinauro S, Colonnese S, Scarano G 2013 Signal Process. 93 326

    [18]

    Zhang H, Xu L P 2011 Sci. China: Technol. Sci. 54 2263

    [19]

    Sun H F, Bao W M, Fang H Y, Bao W M 2015 J. Huazhong Univ. Sci. Technol. (Natural Science Edition) 43 121

    [20]

    Taylor J H 1992 Philos. T. R. Soc. A 341 117

    [21]

    Sun H F, Bao W M, Fang H Y, Li X P 2014 Acta Phys. Sin. 63 069701 (in Chinese) [孙海峰, 包为民, 方海燕, 李小平 2014 物理学报 63 069701]

    [22]

    Piersol A G 1981 IEEE Trans. Acoust. Speech Signal Process. ASSP-29 471

    [23]

    Zhao Z, Hou Z Q 1985 Acta Acustica 10 201 (in Chinese) [赵真, 侯自强 1985 声学学报 10 201]

    [24]

    Ross S M 2007 Introduction to Probability Models (9th Ed) (New York: Elsevier) pp101-110

  • [1] 王朋, 赵宝升, 盛立志, 胡慧君, 鄢秋荣. X射线脉冲星导航系统导航精度的研究. 物理学报, 2012, 61(20): 209702. doi: 10.7498/aps.61.209702
    [2] 周峰, 吴光敏, 赵宝升, 盛立志, 宋娟, 刘永安, 鄢秋荣, 邓宁勤, 赵建军. 基于X射线脉冲星导航的模拟调制仿真源研究. 物理学报, 2013, 62(11): 119701. doi: 10.7498/aps.62.119701
    [3] 徐能, 盛立志, 张大鹏, 陈琛, 赵宝升, 郑伟, 刘纯亮. X射线脉冲星导航动态模拟实验系统研制与性能测试. 物理学报, 2017, 66(5): 059701. doi: 10.7498/aps.66.059701
    [4] 方海燕, 丛少鹏, 孙海峰, 李小平, 苏剑宇, 张力, 沈利荣. 具有多物理特性的X射线脉冲星导航地面验证系统. 物理学报, 2019, 68(8): 089701. doi: 10.7498/aps.68.20182232
    [5] 赵宝升, 胡慧君, 盛立志, 鄢秋荣. 基于X射线脉冲星导航的地面模拟系统研究. 物理学报, 2011, 60(2): 029701. doi: 10.7498/aps.60.029701
    [6] 谢振华, 许录平, 倪广仁. 基于双谱的脉冲星累积脉冲轮廓时间延迟测量. 物理学报, 2008, 57(10): 6683-6688. doi: 10.7498/aps.57.6683
    [7] 张华, 许录平, 谢强, 罗楠. 基于Bayesian估计的X射线脉冲星微弱信号检测. 物理学报, 2011, 60(4): 049701. doi: 10.7498/aps.60.049701
    [8] 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. 物理学报, 2013, 62(1): 019701. doi: 10.7498/aps.62.019701
    [9] 周庆勇, 姬剑锋, 任红飞. X射线脉冲星自主导航的观测方程. 物理学报, 2013, 62(13): 139701. doi: 10.7498/aps.62.139701
    [10] 苏哲, 许录平, 王婷. X射线脉冲星导航半物理仿真实验系统研究. 物理学报, 2011, 60(11): 119701. doi: 10.7498/aps.60.119701
    [11] 胡慧君, 赵宝升, 盛立志, 赛小锋, 鄢秋荣, 陈宝梅, 王朋. 用于脉冲星导航的X射线光子计数探测器研究. 物理学报, 2012, 61(1): 019701. doi: 10.7498/aps.61.019701
    [12] 盛立志, 赵宝升, 吴建军, 周峰, 宋娟, 刘永安, 申景诗, 鄢秋荣, 邓宁勤, 胡慧君. X射线脉冲星导航系统模拟光源的研究. 物理学报, 2013, 62(12): 129702. doi: 10.7498/aps.62.129702
    [13] 代锦飞, 赵宝升, 盛立志, 周雁楠, 陈琛, 宋娟, 刘永安, 李林森. 标定脉冲星导航探测器的荧光X射线光源. 物理学报, 2015, 64(14): 149701. doi: 10.7498/aps.64.149701
    [14] 张 波, 杨 汝. DC-DC buck变换器时间延迟反馈混沌化控制. 物理学报, 2007, 56(7): 3789-3795. doi: 10.7498/aps.56.3789
    [15] 王璐, 许录平, 张华, 罗楠. 基于S变换的脉冲星辐射脉冲信号检测 . 物理学报, 2013, 62(13): 139702. doi: 10.7498/aps.62.139702
    [16] 宋佳凝, 徐国栋, 李鹏飞. 多谐波脉冲星信号时延估计方法. 物理学报, 2015, 64(21): 219702. doi: 10.7498/aps.64.219702
    [17] 孙海峰, 谢楷, 李小平, 方海燕, 刘秀平, 傅灵忠, 孙海建, 薛梦凡. 高稳定度X射线脉冲星信号模拟. 物理学报, 2013, 62(10): 109701. doi: 10.7498/aps.62.109701
    [18] 李建勋, 柯熙政. 基于循环平稳信号相干统计量的脉冲星周期估计新方法. 物理学报, 2010, 59(11): 8304-8310. doi: 10.7498/aps.59.8304
    [19] 李建勋, 柯熙政, 赵宝升. 一种脉冲星周期的时域估计新方法. 物理学报, 2012, 61(6): 069701. doi: 10.7498/aps.61.069701
    [20] 康志伟, 吴春艳, 刘劲, 马辛, 桂明臻. 基于两级压缩感知的脉冲星时延估计方法. 物理学报, 2018, 67(9): 099701. doi: 10.7498/aps.67.20172100
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-12-05
  • 修回日期:  2016-03-02
  • 刊出日期:  2016-06-05

一种基于最优频段的X射线脉冲星累积轮廓时延估计方法

  • 1. 西安电子科技大学空间科学与技术学院, 西安 710126
  • 通信作者: 方海燕, hyfang@xidian.edu.cn

摘要: 为提高X射线脉冲星导航中累积脉冲轮廓的时间延迟估计精度, 分析了X射线脉冲星累积脉冲轮廓的频谱特性和现有Taylor快速傅立叶变换时延估计算法的缺陷, 提出了一种基于最优频段的累积轮廓时延估计算法, 并通过建立不同信噪比下时延估计误差与所采用频段之间的关系以确定最优频段. 数值及实测数据实验结果表明: 在短时观测或光子流量较小时, 该算法优于常用的近似最大似然 (FAML)、相关 (CC)、最小二乘 (NLS) 及加权最小二乘 (WNLS) 方法; 在观测时间较长或光子流量较大时, 该算法的估计精度与CC及NLS方法相当, 但其运算量低于NLS, FAML 及WNLS方法. 本文所提算法适用于短时观测脉冲轮廓或低流量脉冲星的高精度时延估计.

English Abstract

参考文献 (24)

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