[發(fā)明專利]基于真實信號發(fā)射的脈沖星探測的調(diào)校方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011620479.0
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112799137B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧俊驊;李寬君
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院國家天文臺
• 主分類號: G01V3/04
• 分類號: G01V3/04
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 鄢功軍

一種基于真實信號發(fā)射的脈沖星探測的調(diào)校方法及系統(tǒng)，上述調(diào)校方法包括：發(fā)射脈沖星仿真信號；設(shè)置探測儀器的探測參數(shù)，并采集包含脈沖星仿真信號的時域數(shù)據(jù)；從采集到的時域數(shù)據(jù)中搜索脈沖星仿真信號；若未搜索到脈沖星仿真信號，則調(diào)整脈沖星仿真信號的物理參數(shù)，物理參數(shù)包括周期、色散值、脈沖輪廓以及射電頻譜，或調(diào)整探測儀器的觀測參數(shù)，并重復(fù)上述所有步驟；若搜索到脈沖星仿真信號，則調(diào)整脈沖星仿真信號的物理參數(shù)或發(fā)射功率，并重復(fù)上述所有步驟，直至物理參數(shù)的極限值。本發(fā)明提供的調(diào)校方法能夠適用于任意探測儀器，可以對低頻脈沖星探測方法進(jìn)行全鏈路調(diào)校，從而提高脈沖星的探測成功率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及射電天文處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于真實信號發(fā)射的脈沖星探測的調(diào)校方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，在低頻射電波段(例如350MHz以下)對脈沖星進(jìn)行探測逐漸為觀測射電天文學(xué)所重視。由于輻射頻譜在相當(dāng)?shù)偷念l率下限之上都呈現(xiàn)為冪律譜，所以預(yù)期相對于高頻應(yīng)當(dāng)具有更高的流量密度，所以更容易探測到。然而，由于星際介質(zhì)對不同頻率無線電波具有不同的折射率(即色散)，所以在信號發(fā)射地對齊的不同頻率的脈沖星脈沖，經(jīng)歷了長距離的傳播之后，不同頻率成分會相互錯開。這一現(xiàn)象在低頻波段更為明顯，原先在時域內(nèi)非常明顯的周期性脈沖輪廓，經(jīng)過色散效應(yīng)會變得幾乎無法直接辨認(rèn)和探測。因此，在低頻射電波段探測脈沖星需要更為仔細(xì)地設(shè)定探測算法的參數(shù)(例如頻率分辨率、時間分辨率等)。

但是在現(xiàn)實環(huán)境中，已經(jīng)被探測到的并且可以用來調(diào)校探測算法參數(shù)的脈沖星個數(shù)是非常有限的，而未知的脈沖星在實際搜索到之前是無法用來作為調(diào)校上述探測算法參數(shù)的依據(jù)。因此，對于一臺全新的儀器，或者一臺未曾探測到脈沖星過的既有的儀器，如何調(diào)校其探測參數(shù)和離線數(shù)據(jù)處理算法的設(shè)定，以實現(xiàn)最高的探測成功率是一項復(fù)雜的任務(wù)，如果沒有輔助手段，將不得不采用完全盲目調(diào)校。此外，由于不同儀器的性能不同，對于一臺儀器(例如LOFAR)可行的探測算法以及參數(shù)，并不能直接應(yīng)用于另一臺儀器(例如MWA)。

綜上，如何提供一種能夠適用于任意探測儀器的探測算法參數(shù)調(diào)校方法，使得調(diào)校后的探測參數(shù)適用于探測物理邊界內(nèi)的大部分脈沖星，從而提高脈沖星的探測成功率，成為本領(lǐng)域一項亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于真實信號發(fā)射的脈沖星探測的調(diào)校方法及系統(tǒng)，使得調(diào)校后的探測參數(shù)適用于探測物理邊界內(nèi)大部分的脈沖星，從而提高脈沖星的探測成功率，并且該調(diào)校方法能夠適用于任意的探測儀器。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實施例提供一種基于真實信號發(fā)射的脈沖星探測的調(diào)校方法，調(diào)校方法包括：

S1：發(fā)射脈沖星仿真信號；

S2：設(shè)置探測儀器的探測參數(shù)，并采集包含所述脈沖星仿真信號的時域數(shù)據(jù)；

S3：從采集到的時域數(shù)據(jù)中，搜索所述脈沖星仿真信號；

S4：若未搜索到所述脈沖星仿真信號，則調(diào)整所述脈沖星仿真信號的物理參數(shù)，所述物理參數(shù)包括周期、色散值、脈沖輪廓以及射電頻譜，或調(diào)整所述探測儀器的觀測參數(shù)，并重復(fù)步驟S1至S3；

S5：若搜索到所述脈沖星仿真信號，則調(diào)整所述脈沖星仿真信號的物理參數(shù)或發(fā)射功率，并重復(fù)步驟S1至S3，直至所述物理參數(shù)的極限值。

在本發(fā)明一實施例中，所述脈沖星仿真信號通過以下子步驟S101～S106生成：

S101：設(shè)定脈沖星仿真信號的物理參數(shù)、所述射電頻譜的頻段以及采樣間隔；

S102：根據(jù)所述周期、周期的數(shù)目以及采樣間隔，生成多周期脈沖輪廓一維數(shù)組；

S103：生成功率譜符合所述脈沖星仿真信號的射電頻譜的隨機復(fù)數(shù)噪聲一維數(shù)組；

S104：將所述多周期脈沖輪廓一維數(shù)組與隨機復(fù)數(shù)噪聲一維數(shù)組中的元素對應(yīng)相乘，得到帶限時域正交采樣信號；