[發明專利]一種月基脈沖星時間基準生成系統

有效

• 申請號: 201911036131.4
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110780583B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 平勁松;王兆瑞;張辰東;李文瀟;王明遠
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家天文臺
• 主分類號: G04F5/00
• 分類號: G04F5/00;G04F5/14
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理事務所(普通合伙) 11457
• 代理人: 孫紅穎

1.一種月基脈沖星時間基準生成系統，其特征在于，該系統放置于月球表面，該系統包括：月基X射線脈沖星觀測設備、原子鐘組、時間數據融合設備；其中，

所述月基X射線脈沖星觀測設備用于采集記錄X射線脈沖星的脈沖到達時刻，并將其轉換為脈沖星時；所述原子鐘組用于提供原子鐘時；所述時間數據融合設備用于將脈沖星時與原子鐘時進行組合，生成月基脈沖星時間基準；

其中，所述時間數據融合設備將脈沖星時與原子鐘時進行組合包括：首先，接收多個脈沖星時和多個原子鐘時數據，將這些數據分別進行采樣噪聲預處理、濾波，再將脈沖星時數據做采樣率均勻化；接著，將兩種時間尺度轉化到相同的參考尺度；然后對脈沖星時數據與原子鐘時數據中的跳變值與異常值進行處理，包括一旦發現有跳變值或異常值，用上一時刻的預測值替代這一時刻的輸入；再接著，計算不同源的艾倫方差，根據方差定義不同源的權重，再進行權重方程平滑，從而利用脈沖星時實現對原子鐘的長期鐘差進行校正；再然后，以相位、頻率以及頻率漂移作為狀態向量進行卡爾曼濾波，得到組合時間尺度；每次濾波后對組合時和脈沖星時之差進行校準反饋；最后，去除常數頻漂，輸出組合時間，即月基脈沖星時間基準。

2.根據權利要求1所述的月基脈沖星時間基準生成系統，其特征在于，所述月基X射線脈沖星觀測設備包括：X射線光子探頭、光子信息采集子系統、能源子系統、TOA數據處理子系統、脈沖星時轉換模塊；其中，

所述X射線光子探頭用于聚焦收集脈沖星微弱光子信號，然后對所收集的微弱光子信號做光電轉換、信號提取及濾波成形，得到兩路光子信號；

所述光子信息采集子系統對一路光子信號做時間標記處理，并進行數字化采集，對另一路光子信號通過時標甄別判斷，采集得到光子能量信息；由所述光子能量信息與帶時間標記的光子信號生成X射線光子到達時間序列；

所述TOA數據處理子系統用于對所述X射線光子到達時間序列的預處理、大尺度時空轉換、輪廓折疊和與標準輪廓比對，輸出脈沖到達時間TOA；

所述脈沖星時轉換模塊用于將脈沖到達時間轉換為脈沖星時；

所述能源子系統用于實現對整個月基X射線脈沖星觀測設備的供電。

3.根據權利要求2所述的月基脈沖星時間基準生成系統，其特征在于，所述對所述X射線光子到達時間序列的預處理包括：將輸入的X射線光子到達時間序列進行數據解碼，對各個時段光子個數進行統計，如果某一時段光子數量劇增，去掉該段數據，將篩選后的數據作為最終的光子序列。

4.根據權利要求2所述的月基脈沖星時間基準生成系統，其特征在于，所述大尺度時空轉換包括：調用太陽系星歷表和脈沖星數據庫，將X射線光子到達時間序列進行包括Roemer延時和Shapiro延時的時間變換，從而將X射線光子到達時間由探測器本體坐標系下的原子鐘記錄時轉換為太陽系質心坐標下的質心坐標時。

5.根據權利要求2所述的月基脈沖星時間基準生成系統，其特征在于，所述輪廓折疊和與標準輪廓比對包括：將所有光子按照單個光子到達時間進行對齊排列，通過歷元折疊得到脈沖輪廓，然后采用互相關法，將折疊所得到的脈沖輪廓與標準脈沖輪廓進行比對，得到脈沖到達時間TOA。