[发明专利]一种高精度的X射线脉冲星信号模拟方法有效

专利信息
申请号: 201510041164.3 申请日: 2015-01-27
公开(公告)号: CN104567937B 公开(公告)日: 2017-08-29
发明(设计)人: 傅灵忠;帅平;吴耀军;陈强;张倩;贝晓敏 申请(专利权)人: 中国空间技术研究院
主分类号: G01C25/00 分类号: G01C25/00
代理公司: 中国航天科技专利中心11009 代理人: 安丽
地址: 100194 *** 国省代码: 北京;11
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摘要: 发明公开了一种高精度的X射线脉冲星信号模拟方法,该方法首先确定模拟的起始时刻和结束时刻,并将起始时刻视为一个光子达到时刻,根据脉冲星的相位预测模型计算得到光子相位,再利用反函数法递推得到下一个光子的相位,并将该相位代入脉冲星的相位预测模型中得到方程,求解该方程得到下一个光子的到达时刻,直到模拟过程结束;本发明模拟产生的X射线脉冲星光子信号具有脉冲星自转频率缓慢变化的特性,能够用于构建高精度的脉冲星导航地面试验系统和脉冲星周期搜索、轮廓解算、TOA估计和长时间自主导航算法的验证。
搜索关键词: 一种 高精度 射线 脉冲 信号 模拟 方法
【主权项】:
一种高精度的X射线脉冲星信号模拟方法,其特征在于步骤如下:步骤S1:确定模拟的起始时刻t0,模拟结束时刻tf,记tn为第n个脉冲星光子信号的到达太阳系质心SSB处的时间,令n的初始值为0;步骤S2:根据脉冲星相位预测模型计算得到tn时刻对应的脉冲星相位φ(tn);脉冲星相位预测模型为φ(tn+1)=φ(tref)+f[tn+1-tref]+Σm=2m=Ndm-1fdtm-1m!(tn+1-tref)m]]>其中,N是脉冲星相位预测模型的阶次,N取值范围为[2,+∞),f和分别是脉冲星的自转频率和自转频率的m‑1阶倒数值,φ(t)是t时刻脉冲到达SSB处的相位,φ(tref)是tref参考时刻脉冲到达SSB处的相位,t、tref和tn都采用太阳系质心力学时TDB作为时间系统;步骤S3:由步骤S2得到的tn时刻对应的脉冲星相位φ(tn),采用反函数法递推得到第n+1个脉冲星光子信号到达SSB处时对应的脉冲星相位φ(tn+1);反函数递推公式如下:φ(tn+1)=Λ‑1(Λ(φ(tn))‑lnU)其中,U为[0,1]区间上均匀分布随机变量,Λ(·)为X射线脉冲星的累积泊松速率函数,Λ‑1(·)为累积泊松速率函数的反函数;步骤S4:将步骤S3中得到的第n+1脉冲星光子信号对应的脉冲星相位φ(tn+1),代入脉冲星相位预测模型得到方程:φ(tn+1)=φ(tref)+f[tn+1-tref]+Σm=2m=Ndm-1fdtm-1m!(tn+1-tref)m;]]>求解该方程得到第n+1个脉冲星光子信号到达SSB处的时间tn+1;当方程的阶次N等于2时,用二次方程求根公式求解;当方程阶数N大于2时,用迭代法求解;步骤S5:n的值加1,判断tn是否小于模拟结束时刻tf,当tn<tf时,转步骤S2;当tn≥tf时,结束本次模拟过程,此时得到脉冲星光子信号时间序列{t0,t1,t2,…tn,tn+1,…,tf},即实现了X射线脉冲星信号模拟。
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