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科研动态

脉冲星信号测时和消干扰研究获进展

作者:单昊 发布时间:2023-07-27 【字体:       

  射电望远镜采集脉冲星数据时,人类通信技术(卫星、移动基站或导航雷达)引起的射电频率干扰(RFI)对于多通道脉冲星时频信号的形状有较大破坏性常规的消干扰方法使得信号在后续天文研究中灵敏度降低影响分析精度

  近期,新疆天文台行星科学研究团组研究单昊利用2011-2014年南山射电天文望远镜部分观测数据,使用最大似然类非线性鲁棒估计器,结合快速优化算法,进行了RFI消干扰、脉冲星测时的初步研究实验中,测时精度RMSTOA估计误差有不同程度改善,测时效果如图 1所示。此项研究成果已发表在《天文物理期刊》(APJ,2023, 952:70, 13pp)。

  当前的线性方法在RFI建模中困难较大,并且去除的RFI种类有限;阈值方法中的经验因素使方法在使用中操作繁琐;非线性方法当前发展不完善。此项研究在优化框架下提出一种精确区分信号与RFI的通用框架,相对于传统方法主要有以下优势:(1)建立最优化去干扰信号分解模型,可以去除大多数种类RFI(如图 2所示)(2)较大程度削减经验因素,增加可操作性。(3)利用鲁棒非线性克服RFI的非高斯,提高去干扰精度。(4)残差分解后进行信号细节回收,弥补方法灵敏度的损失。 

  后续科研人员将对算法计算效率进行改进,使其适应于大批量脉冲星数据计算。利用南山26米射电望远镜采集的脉冲星数据,开展引力探测研究

  文章链接https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/acd170 

1  PSR J1935+1616测时结果。其中,r为阈值,蓝色、红色线段分别代表原始数据和算法计算数据的测时结果。黄色为灵敏度降低后数据测时结果


2 脉冲星PSR J0332+5434鲁棒去干扰结果。从左向右:预处理后信号F; 4时算法收敛后脉冲星信号和残差N; 681012时算法收敛后脉冲星信号

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