脉冲星信号测时和消干扰研究获进展
发布时间:
2023-08-03 10:47
修改时间:
2023-08-03 10:47
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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副研究员单昊利用2011-2014年南山射电天文望远镜的部分观测数据,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RMS和TOA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)。论文链接:点击这里

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)利用鲁棒非线性性克服RFI的非高斯性,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,开展引力波探测研究。

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图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

图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; 6、8、10和12时算法收敛后脉冲星信号

 

新闻来源:http://www.xao.ac.cn/xwzx/kydt/202307/t20230727_6839083.html

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Yang Hanxi
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