[发明专利]基于真实信号发射的脉冲星探测的调校方法及系统

说明书

一种基于真实信号发射的脉冲星探测的调校方法及系统，上述调校方法包括：发射脉冲星仿真信号；设置探测仪器的探测参数，并采集包含脉冲星仿真信号的时域数据；从采集到的时域数据中搜索脉冲星仿真信号；若未搜索到脉冲星仿真信号，则调整脉冲星仿真信号的物理参数，物理参数包括周期、色散值、脉冲轮廓以及射电频谱，或调整探测仪器的观测参数，并重复上述所有步骤；若搜索到脉冲星仿真信号，则调整脉冲星仿真信号的物理参数或发射功率，并重复上述所有步骤，直至物理参数的极限值。本发明提供的调校方法能够适用于任意探测仪器，可以对低频脉冲星探测方法进行全链路调校，从而提高脉冲星的探测成功率。

技术领域

本发明涉及射电天文处理技术领域，具体涉及一种基于真实信号发射的脉冲星探测的调校方法及系统。

背景技术

近年来，在低频射电波段(例如350MHz以下)对脉冲星进行探测逐渐为观测射电天文学所重视。由于辐射频谱在相当低的频率下限之上都呈现为幂律谱，所以预期相对于高频应当具有更高的流量密度，所以更容易探测到。然而，由于星际介质对不同频率无线电波具有不同的折射率(即色散)，所以在信号发射地对齐的不同频率的脉冲星脉冲，经历了长距离的传播之后，不同频率成分会相互错开。这一现象在低频波段更为明显，原先在时域内非常明显的周期性脉冲轮廓，经过色散效应会变得几乎无法直接辨认和探测。因此，在低频射电波段探测脉冲星需要更为仔细地设定探测算法的参数(例如频率分辨率、时间分辨率等)。

但是在现实环境中，已经被探测到的并且可以用来调校探测算法参数的脉冲星个数是非常有限的，而未知的脉冲星在实际搜索到之前是无法用来作为调校上述探测算法参数的依据。因此，对于一台全新的仪器，或者一台未曾探测到脉冲星过的既有的仪器，如何调校其探测参数和离线数据处理算法的设定，以实现最高的探测成功率是一项复杂的任务，如果没有辅助手段，将不得不采用完全盲目调校。此外，由于不同仪器的性能不同，对于一台仪器(例如LOFAR)可行的探测算法以及参数，并不能直接应用于另一台仪器(例如MWA)。

综上，如何提供一种能够适用于任意探测仪器的探测算法参数调校方法，使得调校后的探测参数适用于探测物理边界内的大部分脉冲星，从而提高脉冲星的探测成功率，成为本领域一项亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于真实信号发射的脉冲星探测的调校方法及系统，使得调校后的探测参数适用于探测物理边界内大部分的脉冲星，从而提高脉冲星的探测成功率，并且该调校方法能够适用于任意的探测仪器。

为达到上述目的，本发明实施例提供一种基于真实信号发射的脉冲星探测的调校方法，调校方法包括：

S1：发射脉冲星仿真信号；

S2：设置探测仪器的探测参数，并采集包含所述脉冲星仿真信号的时域数据；

S3：从采集到的时域数据中，搜索所述脉冲星仿真信号；

S4：若未搜索到所述脉冲星仿真信号，则调整所述脉冲星仿真信号的物理参数，所述物理参数包括周期、色散值、脉冲轮廓以及射电频谱，或调整所述探测仪器的观测参数，并重复步骤S1至S3；

S5：若搜索到所述脉冲星仿真信号，则调整所述脉冲星仿真信号的物理参数或发射功率，并重复步骤S1至S3，直至所述物理参数的极限值。

在本发明一实施例中，所述脉冲星仿真信号通过以下子步骤S101～S106生成：

S101：设定脉冲星仿真信号的物理参数、所述射电频谱的频段以及采样间隔；

S102：根据所述周期、周期的数目以及采样间隔，生成多周期脉冲轮廓一维数组；

S103：生成功率谱符合所述脉冲星仿真信号的射电频谱的随机复数噪声一维数组；

S104：将所述多周期脉冲轮廓一维数组与随机复数噪声一维数组中的元素对应相乘，得到带限时域正交采样信号；