一种脉冲星周期跃变的检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110906956A(43)申请公布日2020.03.24(21)申请号201911316263.2(22)申请日2019.12.19(71)申请人中国人民解放军国防科技大学地址410003湖南省长沙市开福区德雅路109号(72)发明人王奕迪周心婷郑伟(74)专利代理机构长沙七源专利代理事务所(普通合伙)43214代理人周晓艳张勇(51)Int.Cl.G01C25/00(2006.01)G01C21/02(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图5页(54)发明名称一种脉冲星周期跃变的检测方法(57)摘要本发明提供一种脉冲星周期跃变的检测方法，首先需要利用历元折叠法将探测数据分段折叠轮廓；再计算每组折叠轮廓与第一组折叠轮廓的KL距离；最后计算KL距离的标准差，并判断是否超过门限范围来判断脉冲星周期是否发生跃变。应用本发明的检测方法，效果是：检测过程精简，且能够快速有效检测出脉冲星周期是否发生跃变，实用性强。CN110906956ACN110906956A权利要求书1/2页1.一种脉冲星周期跃变的检测方法，其特征在于，该检测方法基于KL距离标准差获得，具体包括如下步骤：第一步，将探测数据分成M段折叠轮廓，M取大于等于1的自然数；第二步，计算第N组折叠轮廓与第一组折叠轮廓的KL距离，N为大于等于2且小于等于M的自然数；第三步，计算KL距离的标准差，并判断是否超过门限范围，若超过门限范围，则判定为脉冲星周期跃变，否则，则判定为脉冲星周期未发生跃变。2.根据权利要求1所述的脉冲星周期跃变的检测方法，其特征在于，第一步中利用历元折叠法将探测数据分段折叠轮廓。3.根据权利要求2所述的脉冲星周期跃变的检测方法，其特征在于，将探测数据分段折叠轮廓，具体为：假设观测周期为Tobs，含有Np个脉冲星周期，即Np＝floor(Tobs/P)；脉冲星周期P进一步划分为Nb个封装段，每个封装段的长度为Tb；历元折合包括以下步骤：步骤1.1、将记录在后续周期内的光子TOA序列折合到第一个周期；步骤1.2、计算每个封装段中的光子数ci，其中：i＝1,2,…,Nb；步骤1.3、通过归一化光子数，得到表达式1)的折叠轮廓其中，cj(Ti)为第j个周期中折合入第i个封装段的光子数，ci是第i个封装段内的光子总数，Ti为第i个封装段的中间时刻。4.根据权利要求1所述的脉冲星周期跃变的检测方法，其特征在于，所述第二步中计算第N组折叠轮廓与第一组折叠轮廓的KL距离KLN具体为：设p(x)和q(x)是两个随机变量X1与X2的概率密度函数，随机变量X1与X2之间的KL距离定义为表达式2)：对于离散型分布X1与X2有表达式3)：5.根据权利要求1所述的脉冲星周期跃变的检测方法，其特征在于，所述第三步中计算KL距离的标准差σKL具体根据表达式4)进行计算：2CN110906956A权利要求书2/2页其中：1≤n≤M；KLi为第i组折叠轮廓与第一组折叠轮廓的KL距离。6.根据权利要求5所述的脉冲星周期跃变的检测方法，其特征在于，根据拉依达准则，如果第n+1个KL距离导致其标准差增大至前n个KL距离标准差的三倍，n为大于等于1的自然数，则判定第n+1个KL距离对应的折叠轮廓出现异常，即发生周期跃变；否则，则判定第n+1个KL距离对应的折叠轮廓未出现异常，即未发生周期跃变。3CN110906956A说明书1/6页一种脉冲星周期跃变的检测方法技术领域[0001]本发明涉及飞行器动力学领域，具体涉及一种脉冲星周期跃变的检测方法。背景技术[0002]X射线脉冲星导航方法是一种天文导航方法，具有自主性强、抗干扰能力强、导航误差不随时间累积、同时服务于近地航天器与深空探测器等优势。脉冲星计时参数是脉冲星导航的基本输入参数，其精确程度直接影响导航的精度。而脉冲星的周期跃变会对脉冲星计时参数产生较大影响。[0003]脉冲星的周期跃变事件是指脉冲星自转频率突然改变的现象，且脉冲星自转频率变化率与原自转频率之比，即dF0/F0通常在10-8-10-6之间。周期跃变发生时，脉冲星自转频率的导数增加，一段时间后才能恢复稳定。这种“恢复”现象被认为是中子星内部超流体重新达到平衡的状态，恢复的时间也可能跨越数天或数年不等。由于脉冲轮廓具有稳定性，它能够有效地揭示脉冲星辐射区的物理参数和结构，脉冲星周期跃变发生时其脉冲轮廓也会相应改变。脉冲星根据周期划分可以分为以下几种：正常脉冲星、磁星以及毫秒脉冲星。周期跃变在年轻的正常脉冲星中每隔几年会发生一次，随着脉冲星年龄的增加，发生周期跃变的间隔也会加长。目前脉冲星周期跃变发生的机理并不清楚，故该现象的发生是难以预测的。[0004]随着脉冲星观测活动的增多与深入，更加需要提出一种可实际