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一种聚焦型X射线探测器在轨性能标定方法

周庆勇 魏子卿 姜坤 邓楼楼 刘思伟 姬剑锋 任红飞 王奕迪 马高峰

一种聚焦型X射线探测器在轨性能标定方法

周庆勇, 魏子卿, 姜坤, 邓楼楼, 刘思伟, 姬剑锋, 任红飞, 王奕迪, 马高峰
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  • X射线探测器是X射线天文观测及脉冲星导航的核心器件,受发射振动、高能粒子辐射损伤及元器件老化等影响,X射线探测器空间观测性能会逐渐变化,X射线探测器在轨标定有利于观测天体X射线辐射信息的准确获取及精确建模.研究利用了脉冲星辐射能谱标定X射线探测器性能的方法,能较好地消除探测器本底及空间环境噪声的影响,通过处理脉冲星导航试验卫星(XPNAV-1卫星)的Crab脉冲星观测数据,评估了我国首款聚焦型X射线探测器的在轨性能.计算结果表明,XPNAV-1卫星上聚焦型X射线探测器的有效面积在0.6–1.9 keV能段内优于2 cm2,其中在0.7 keV能量处取得最大值3.06 cm2,探测效率约10%;有效面积随着探测能量增大而减小,在2–3.5 keV能段内有效面积约为1 cm2,而大于5 keV能段的有效面积约为0.1 cm2,且此能段估计精度明显受光子统计误差影响.同时研究了考虑能量响应矩阵的探测器有效面积标定新方法,利用地面性能测试中五个特征能谱处的能量分辨率重构其能量响应矩阵,重新标定了聚焦型X射线探测器有效面积,发现该能量响应矩阵对结果影响较小.最后建议观测某些超新星遗迹监测能量分辨率及能量线性等指标的变化.
      通信作者: 周庆勇, zjlzqy1986@163.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:41374003,41304006,41574013,41374042)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-10-31
  • 修回日期:  2017-12-11
  • 刊出日期:  2018-03-05

一种聚焦型X射线探测器在轨性能标定方法

  • 1. 信息工程大学地理空间信息学院, 郑州 450052;
  • 2. 西安测绘研究所, 西安 710054;
  • 3. 地理信息工程国家重点实验室, 西安 710054;
  • 4. 北京跟踪与通信技术研究所, 北京 100094;
  • 5. 北京控制工程研究所, 北京 100090;
  • 6. 国防科技大学航天科学与工程学院, 长沙 410073
  • 通信作者: 周庆勇, zjlzqy1986@163.com
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:41374003,41304006,41574013,41374042)资助的课题.

摘要: X射线探测器是X射线天文观测及脉冲星导航的核心器件,受发射振动、高能粒子辐射损伤及元器件老化等影响,X射线探测器空间观测性能会逐渐变化,X射线探测器在轨标定有利于观测天体X射线辐射信息的准确获取及精确建模.研究利用了脉冲星辐射能谱标定X射线探测器性能的方法,能较好地消除探测器本底及空间环境噪声的影响,通过处理脉冲星导航试验卫星(XPNAV-1卫星)的Crab脉冲星观测数据,评估了我国首款聚焦型X射线探测器的在轨性能.计算结果表明,XPNAV-1卫星上聚焦型X射线探测器的有效面积在0.6–1.9 keV能段内优于2 cm2,其中在0.7 keV能量处取得最大值3.06 cm2,探测效率约10%;有效面积随着探测能量增大而减小,在2–3.5 keV能段内有效面积约为1 cm2,而大于5 keV能段的有效面积约为0.1 cm2,且此能段估计精度明显受光子统计误差影响.同时研究了考虑能量响应矩阵的探测器有效面积标定新方法,利用地面性能测试中五个特征能谱处的能量分辨率重构其能量响应矩阵,重新标定了聚焦型X射线探测器有效面积,发现该能量响应矩阵对结果影响较小.最后建议观测某些超新星遗迹监测能量分辨率及能量线性等指标的变化.

English Abstract

参考文献 (31)

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