[发明专利]一种脉冲星周期跃变的检测方法

说明书

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。

技术领域

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

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。

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。

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应用的周期跃变判断方法。在天文研究方面，可以灵敏捕捉到脉冲星周期跃变的发生，对周期跃变理论进行验证，并且有利于帮助揭示周期跃变发生的机理。对于脉冲星导航来说，在进行在轨数据处理时，要对实测数据进行监测，一旦发生周期跃变情况，须停止应用该脉冲星的数据进行导航，否则导航定位精度会受到较大影响。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于KL距离标准差的脉冲星周期跃变的检测方法，能有效检测出脉冲星周期是否发生跃变，实用性强。具体技术方案如下：

一种脉冲星周期跃变的检测方法，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。

以上技术方案中优选的，第一步中利用历元折叠法将探测数据分段折叠轮廓。

以上技术方案中优选的，将探测数据分段折叠轮廓具体为：

假设观测周期为T_obs，含有N_p个脉冲星周期，即N_p＝floor(T_obs/P)；脉冲星周期P进一步划分为N_b个封装段，每个封装段的长度为T_b；

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c_i，其中：i＝1,2,…,N_b；

步骤1.3、通过归一化光子数，得到表达式1)的折叠轮廓