搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

空间X射线观测确定脉冲星星历表参数精度分析

周庆勇 刘思伟 郝晓龙 姬剑锋 贺珍妮 张彩红

空间X射线观测确定脉冲星星历表参数精度分析

周庆勇, 刘思伟, 郝晓龙, 姬剑锋, 贺珍妮, 张彩红
PDF
导出引用
导出核心图
  • 脉冲星星历表维持着脉冲星导航所需的时空基准, 其精度直接影响着航天器导航定位结果, 是脉冲星导航系统的基本要素. 本文分析了脉冲星空间观测精度的估计方法, 探索性地研究了基于空间X射线观测获取星历表参数的可行性. 通过建立星历表参数拟合模型, 采用大样本重复事件仿真分析了空间X射线观测精度, 研究了星历表参数确定精度与观测精度、观测时间及观测频次的关系. 研究结果表明, 空间X射线观测可以确定脉冲星星历表参数, 但受限于脉冲星信号特征及探测器技术水平, 当前高精度导航用脉冲星星历表难以通过空间X射线观测手段获得, 可通过地面射电观测技术较好地建立与维持, 提出了推进我国大口径射电望远镜建设的建议.
      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: 41304006, 41304022, 41574013)资助的课题.
    [1]

    Zhou Q Y 2011 M. S. Dissertation (Zhengzhou: PLA Information Engineering University) (in Chinese) [周庆勇 2011硕士学位论文(郑州: 解放军信息工程大学)]

    [2]

    Sheikh S I 2005 Ph. D. Dissertation (Maryland: Department of Aerospace Engineering, University of Maryland)

    [3]

    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]

    [4]

    Sheng L Z, Zhao B S, Wu J J, Zhou F, Song J, Liu Y A, Shen J S, Yan Q R, Deng N Q, Hu H J 2013 Acta Phys. Sin. 62 129702 (in Chinese) [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 2013 物理学报 62 129702]

    [5]

    Zhou Q Y, Ren H F 2013 Geomatics Science and Engineering 33 21 (in Chinese) [周庆勇, 任红飞 2013测绘科学与工程 33 21]

    [6]

    Lorimer D R, Kramer M 2005 Handbook of Pulsar Astronomy (London: Cambridge University Press)

    [7]

    Manchester R N 2013 Classical and Quantum Gravity 30 224010

    [8]

    Deller A T 2009 Ph. D. Dissertation (Hawthorn: Faculty of Information and Communication Technology Swinburne University)

    [9]

    Wang N 2014 Sci. China G 44 783 (in Chinese) [王娜 2014 中国科学: 物理学 力学 天文学 44 783]

    [10]

    Zhang S N 2012 Sci. China G 42 1308 (in Chinese) [张双南 2012 中国科学: 物理学 力学 天文学 42 1308]

    [11]

    Ge M Y 2012 Ph. D. Dissertation (Beijing: Chinese Academy of Sciences) (in Chinese) [葛明玉 2012 博士学位论文 (北京: 中国科学院研究生院)]

    [12]

    Livingstone M A, Kaspi V M, Gavriil F P 2005 Astrophys. J. 633 1095

    [13]

    Xu C X, He H L, He H H, Chen Y Z, Li H D, Jiang Y L 1999 Acta Phys. Sin. (Overseas Edition) 8 63

    [14]

    Emadzadeh A A, Speyer J 2011 Navigation in Space by X-ray Pulsars (London: Springer)

    [15]

    Huang L W 2013 Ph. D. Dissertation (Beijing: Tsinghua University) (in Chinese) [黄良伟 2013 博士学位论文 (北京: 清华大学)]

    [16]

    Taylor J H 1992 Phil. Trans. R. Soc. Lond. A 341 117

    [17]

    Edwards R T, Hobbs G B, Manchester R N 2006 MNAS 372 1549

    [18]

    Downs G S, Reichley P E 1983 Astrophys. J. (Supplement Series) 53 169

    [19]

    Zhou Q Y, Ji J F, Ren H F 2014 Acta Phys. Sin. 62 139701 (in Chinese) [周庆勇, 姬剑锋, 任红飞 2013 物理学报 62 139701]

    [20]

    Scott D M, Finger H M, Wilson E A 2003 MNAS 344 412

    [21]

    Dolch T, Lam M T, Cordes J, et al. 2014 Astrophys. J. 794 21

    [22]

    Graven P, Collins J, Sheikh S I, et al. 2008 31st Annual AAS Guidance and Control Conference Breckenridge, Colorado, February 1-6, 2008 AAS 08-054

    [23]

    Peng B, Jin C J, Du B, et al. 2012 Sci. China G 42 1292 (in Chinese) [彭勃, 金乘进, 杜彪, 等 2012 中国科学: 物理学 力学 天文学 42 1292]

    [24]

    Nan R D 2005 Sci. China G 35 449 (in Chinese) [南仁东 2005 中国科学: 物理学 力学 天文学 35 449]

    [25]

    Shen Z Q 2013 Science (KEXUE) 63 15 (in Chinese) [沈志强 2013 科学 63 15]

  • [1]

    Zhou Q Y 2011 M. S. Dissertation (Zhengzhou: PLA Information Engineering University) (in Chinese) [周庆勇 2011硕士学位论文(郑州: 解放军信息工程大学)]

    [2]

    Sheikh S I 2005 Ph. D. Dissertation (Maryland: Department of Aerospace Engineering, University of Maryland)

    [3]

    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]

    [4]

    Sheng L Z, Zhao B S, Wu J J, Zhou F, Song J, Liu Y A, Shen J S, Yan Q R, Deng N Q, Hu H J 2013 Acta Phys. Sin. 62 129702 (in Chinese) [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 2013 物理学报 62 129702]

    [5]

    Zhou Q Y, Ren H F 2013 Geomatics Science and Engineering 33 21 (in Chinese) [周庆勇, 任红飞 2013测绘科学与工程 33 21]

    [6]

    Lorimer D R, Kramer M 2005 Handbook of Pulsar Astronomy (London: Cambridge University Press)

    [7]

    Manchester R N 2013 Classical and Quantum Gravity 30 224010

    [8]

    Deller A T 2009 Ph. D. Dissertation (Hawthorn: Faculty of Information and Communication Technology Swinburne University)

    [9]

    Wang N 2014 Sci. China G 44 783 (in Chinese) [王娜 2014 中国科学: 物理学 力学 天文学 44 783]

    [10]

    Zhang S N 2012 Sci. China G 42 1308 (in Chinese) [张双南 2012 中国科学: 物理学 力学 天文学 42 1308]

    [11]

    Ge M Y 2012 Ph. D. Dissertation (Beijing: Chinese Academy of Sciences) (in Chinese) [葛明玉 2012 博士学位论文 (北京: 中国科学院研究生院)]

    [12]

    Livingstone M A, Kaspi V M, Gavriil F P 2005 Astrophys. J. 633 1095

    [13]

    Xu C X, He H L, He H H, Chen Y Z, Li H D, Jiang Y L 1999 Acta Phys. Sin. (Overseas Edition) 8 63

    [14]

    Emadzadeh A A, Speyer J 2011 Navigation in Space by X-ray Pulsars (London: Springer)

    [15]

    Huang L W 2013 Ph. D. Dissertation (Beijing: Tsinghua University) (in Chinese) [黄良伟 2013 博士学位论文 (北京: 清华大学)]

    [16]

    Taylor J H 1992 Phil. Trans. R. Soc. Lond. A 341 117

    [17]

    Edwards R T, Hobbs G B, Manchester R N 2006 MNAS 372 1549

    [18]

    Downs G S, Reichley P E 1983 Astrophys. J. (Supplement Series) 53 169

    [19]

    Zhou Q Y, Ji J F, Ren H F 2014 Acta Phys. Sin. 62 139701 (in Chinese) [周庆勇, 姬剑锋, 任红飞 2013 物理学报 62 139701]

    [20]

    Scott D M, Finger H M, Wilson E A 2003 MNAS 344 412

    [21]

    Dolch T, Lam M T, Cordes J, et al. 2014 Astrophys. J. 794 21

    [22]

    Graven P, Collins J, Sheikh S I, et al. 2008 31st Annual AAS Guidance and Control Conference Breckenridge, Colorado, February 1-6, 2008 AAS 08-054

    [23]

    Peng B, Jin C J, Du B, et al. 2012 Sci. China G 42 1292 (in Chinese) [彭勃, 金乘进, 杜彪, 等 2012 中国科学: 物理学 力学 天文学 42 1292]

    [24]

    Nan R D 2005 Sci. China G 35 449 (in Chinese) [南仁东 2005 中国科学: 物理学 力学 天文学 35 449]

    [25]

    Shen Z Q 2013 Science (KEXUE) 63 15 (in Chinese) [沈志强 2013 科学 63 15]

  • [1] 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
    [2] 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
    [3] 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
    [4] 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
    [5] 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
    [6] 贝晓敏, 帅平, 黄良伟, 孙海峰, 吴耀军, 张倩. 一种脉冲星信号模拟新方法. 物理学报, 2014, 63(21): 219701. doi: 10.7498/aps.63.219701
    [7] 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
    [8] 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
    [9] 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
    [10] 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
    [11] 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
    [12] 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
    [13] 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
    [14] 张华, 许录平. 脉冲星脉冲轮廓累积的最小熵方法. 物理学报, 2011, 60(3): 039701. doi: 10.7498/aps.60.039701
    [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] 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
    [17] 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
    [18] 杨廷高, 仲崇霞. 小波域中的维纳滤波在综合脉冲星时算法中的应用. 物理学报, 2007, 56(10): 6157-6163. doi: 10.7498/aps.56.6157
    [19] 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
    [20] 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
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  494
  • PDF下载量:  147
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-11-17
  • 修回日期:  2016-01-19
  • 刊出日期:  2016-04-05

空间X射线观测确定脉冲星星历表参数精度分析

  • 1. 西安测绘研究所, 西安 710054;
  • 2. 地理信息工程国家重点实验室, 西安 710054;
  • 3. 北京跟踪与通信技术研究所, 北京 100094;
  • 4. 装甲兵工程学院基础部, 北京 100072;
  • 5. 武汉大学GNSS中心, 武汉 430079;
  • 6. 中国地震局地震研究所, 地震大地测量重点实验室, 武汉 430071
  • 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: 41304006, 41304022, 41574013)资助的课题.

摘要: 脉冲星星历表维持着脉冲星导航所需的时空基准, 其精度直接影响着航天器导航定位结果, 是脉冲星导航系统的基本要素. 本文分析了脉冲星空间观测精度的估计方法, 探索性地研究了基于空间X射线观测获取星历表参数的可行性. 通过建立星历表参数拟合模型, 采用大样本重复事件仿真分析了空间X射线观测精度, 研究了星历表参数确定精度与观测精度、观测时间及观测频次的关系. 研究结果表明, 空间X射线观测可以确定脉冲星星历表参数, 但受限于脉冲星信号特征及探测器技术水平, 当前高精度导航用脉冲星星历表难以通过空间X射线观测手段获得, 可通过地面射电观测技术较好地建立与维持, 提出了推进我国大口径射电望远镜建设的建议.

English Abstract

参考文献 (25)

目录

    /

    返回文章
    返回