基于脉冲星观测的原子时波动检验研究

摘要：

脉冲星时(pulsar time,PT)具有较高的长期稳定性,其与原子时(atomic time,AT)的建立属于两个完全不同的物理过程.因此,脉冲星时可作为原子时波动的一种独立检验方式.本文结合真实钟差数据,展示了基于脉冲星时的原子时波动检验结果.首先,给出了 Parkes脉冲星计时阵(Parkes pulsar timing array,PPTA)发布数据中四颗毫秒脉冲星的计时结果.为进行原子时波动的检验,利用四颗脉冲星的计时模型参数,仿真生成以地球时(terrestrial time,TT)(BIPM19)为参考的脉冲到达时间(pulse times of arrival,TOAs)数据,然后将参考时由TT(BIPM19)改为TT(TAI).基于此,分别采用经典加权平均算法与维纳(Wiener)滤波算法提取了原子时相对于脉冲星时的波动.将两种方法得到的检验结果进行对比,结果表明Wiener滤波算法对原子时波动的提取效果优于加权平均算法.本文在Wiener滤波算法提取钟差信号的基础上加入了小波阈值去噪算法以扣除高频噪声,去噪后PT更接近于TT(BIPM19),进一步提高了 PT对AT波动的检测能力.对于TOA测量精度为100 ns的情况,PT与TT(BIPM19)的差值大致保持在40 ns以内.本文是在给定TOA测量精度的前提下研究进一步提高PT精度的方法,对下一步PT更加有效的守时应用具有重要意义.

关键词：脉冲星时、原子时、钟差、计时残差

所属期刊栏目：72

分类号：P145.6;U666.13;TN87

资助基金：科技部SKA专项;国家自然科学基金;资助的课题

在线出版日期：2023-04-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：417-425