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毫秒脉冲星计时噪声处理方法研究

发布时间:2021-08-13 20:36
  计时噪声对脉冲星钟模型参数的精确测定和计时精度有重要影响,本文将sz(t)方法与经验模态分解方法相结合,用于毫秒脉冲星计时噪声的识别与提取,并以具有代表性的两颗毫秒脉冲星PSR J0437-4715和PSR J1939+2134为例进行实验与分析。结果表明:经验模态分解方法能够用于毫秒脉冲星计时噪声的白化,对于计时噪声占主导的毫秒脉冲星,经过白化后其计时残差精度有显著提高。 

【文章来源】:时间频率学报. 2020,43(04)CSCD

【文章页数】:8 页

【部分图文】:

毫秒脉冲星计时噪声处理方法研究


PSRJ1939+2134的计时残差(RMS=1.399μs)

残差分布,残差,脉冲星,儒略日


第4期李变等:毫秒脉冲星计时噪声处理方法研究313图1PSRJ0437-4715的计时残差(RMS=0.109μs)图2PSRJ1939+2134的计时残差(RMS=1.399μs)图3PSRJ0437-4715的计时残差分布图图4PSRJ1939+2134的计时残差分布图图3中PSRJ0437-4715的计时残差基本呈正态分布,表明这颗毫秒脉冲星的计时噪声不是很明显,主要受测量噪声的影响,其计时残差在(-0.3~+0.3μs)波动,精度为0.109μs。而图4中PSRJ1939+2134计时残差的分布,表现出明显的不规则特性,即该毫秒脉冲星的计时残差由计时噪声主导,波动范围(-2~+4μs),精度为1.399μs。图5和图6是采用稳定度在时域表征的z()方法,分析PSRJ0437-4715和PSRJ1939+2134的计时噪声。图5PSRJ0437-4715的稳定度图6PSRJ1939+2134稳定度53000535005400054500550005550056000约化儒略日/日43210-1-2-3计时残差/μs-0.6-0.4-0.200.20.40.6相对数值1501209060300数值个数6.06.57.07.58.08.5log(τ/s)-12-13-14-15-16-17log(σz(τ)/s)535005400054500550005550056000约化儒略日/日0.30.20.10-0.1-0.2-0.3计时残差/μs-5.0-3.0-1.01.03.05.07.0相对数值60483624120数值个数4.05.06.07.08.09.0log(τ/s)-10-12-14-16-18log(σz(τ)/s)

残差图,残差,分量,儒略日


梢越?魇葡疃ㄒ逦狤MD结果中所有小于指定频率的IMF分量及余项之和。经过EMD分解,PSRJ0437-4715被分解为7个IMF分量1c(t)~7c(t)和1个残余项8r(t),通过分析信号的特点,其趋势项采用IMF分量6c(t)~7c(t)与余项之和8r(t)。PSRJ1939+2134的分解结果为4个IMF分量1c(t)~4c(t)和残余项5r(t),趋势项为IMF分量3c(t)~4c(t)与余项5r(t)之和。图7和图8是采用EMD方法分别提取PSRJ0437-4715和PSRJ1939+2134计时噪声后,得到的白化后的计时残差。图7PSRJ0437-4715白化后的计时残差(RMS=0.075μs)图8PSRJ1939+2134白化后的计时残差(RMS=0.256μs)如图7所示,PSRJ0437-4715白化后计时残差精度由0.109μs提高到0.075μs,波动范围也略有改善,这是由于PSRJ0437-4715的计时噪声较小,主要受测量噪声影响。图9是该毫秒脉冲星白化后的计时残差分布图。图8中PSRJ1939+2134白化后计时残差的波动范围和精度均有明显改善,波动范围为(-0.8~+0.8μs),精度从1.399μs提高到0.256μs,其白化后的分布也基本符合正态分布,具体如图10所示。535005400054500550005550056000约化儒略日/日0.30.20.10-0.1-0.2-0.3计时残差/μs53000535005400054500550005550056000约化儒略日/日0.80.60.40.20-0.2-0.4-0.6-0.8计时残差/μs

【参考文献】:
期刊论文
[1]经验模态分解方法在脉冲星计时残差分析及预报中的应用[J]. 高峰,高玉平,童明雷,杨廷高,赵成仕.  天文学报. 2018(04)
[2]影响脉冲星时稳定度的因素分析[J]. 丁勇恒,童明雷,赵成仕.  时间频率学报. 2017(04)
[3]毫秒脉冲星计时噪声估计[J]. 杨廷高,童明雷,高玉平.  时间频率学报. 2014(02)



本文编号:3341096

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