基于RXTE数据的X射线脉冲星位相测量及精度分析

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随着深空探索和天文导航技术的快速发展,利用X射线脉冲星的周期稳定性及强磁场等特点进行导航定位的X射线脉冲星自主导航系统,受到了广泛关注和研究,该系统不需要辅助性卫星网络或雷达站,具有极高的隐蔽性和自主生存能力。在X射线脉冲星自主导航系统中,位相测量是导航定位精度的关键因素,具有重要的理论意义和工程应用价值。针对X射线脉冲星导航系统中的位相测量精度问题,本文做了以下方面的深入研究和分析:(1)分析了时域和频域方法测量脉冲星位相的性能,然后提出了两种提高位相测量精度的新方法。这两种方法是CC-FFT方法和函数滑动相关方法,仿真结果表明两种方法相对时频域方法而言,计算精度有所提高;(2)基于实测RXTE数据,本文深入分析了时间模型中的各种时延修正项的大小以及它们对累积轮廓和位相测量的影响。实验结果表明,Einstein修正项对轮廓位相测量精度有较大影响;(3)基于RXTE数据,本文分析了多普勒效应对脉冲星累积轮廓的影响,采用最小熵方法来估计航天器接收的脉冲星频率,以获取准确的测量积分轮廓。仿真结果表明利用最小熵方法可以获得高质量的累积轮廓,进而提高位相测量精度。
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