[发明专利]基于最大后验估计的X射线脉冲星信号时延估计方法

权利要求书

1.一种基于最大后验估计的X射线脉冲星信号时延估计方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)初始化参数：

初始化在太阳系质心坐标系BCRS下航天器的服从正态分布的位置预测误差为X射线脉冲星的单位方向矢量为n＝(n_x,n_y,n_z)，X射线脉冲星信号处理基准时刻t₀，t₀时刻X射线脉冲星的自转频率为f(t₀)，f(t₀)的一阶导数、二阶导数分别为航天器在观测时间[t_a,t_b]内所探测的X射线脉冲星光子到达自身的时间序列为其中表示航天器的δr估计值，w表示服从正态分布(0,σ²)的噪声，σ²表示w的方差，n_x、n_y、n_z分别表示X射线脉冲星的单位方向矢量n在BCRS的三个坐标方向的投影，t_i表示第i个X射线脉冲星光子到达航天器的时刻，I为X射线脉冲星光子的总个数；

(2)对X射线脉冲星光子到达航天器的时间序列进行校正：

(2a)通过航天器位置预测误差δr计算X射线脉冲星信号到达航天器与太阳系质心SSB的时间差τ(t_i)：

其中r_sc/ssb(t_i)表示t_i时刻航天器相对于SSB的真实位置矢量，r_sc/E(t_i)表示t_i时刻航天器相对于地球的位置矢量，v_E(t_i)表示t_i时刻地球的速度矢量，r_sc/sun(t_i)表示t_i时刻航天器相对于太阳的位置矢量，c表示光速，μ_s表示太阳引力常数，表示t_i时刻航天器相对于SSB的预测位置矢量；

(2b)通过τ(t_i)对X射线脉冲星光子到达航天器的时间序列进行校正，得到校正后的时间序列

(3)获取航天器位置预测误差δr对应的预测相位延迟的均值和方差

其中H表示X射线脉冲星的单位方向矢量n在BCRS的三个坐标方向投影的平方；

(4)求解最大后验估计MAP代价函数的最大值：

通过校正后的时间序列预测相位延迟的均值和方差求解最大后验估计MAP代价函数的最大值并将作为X射线脉冲星信号的相位估计值：

其中λ_s与λ_b分别表示X射线脉冲星源信号与背景信号的光子强度，h(φ_i)表示X射线脉冲星信号累积轮廓，φ_i是t_i时刻对应的相位，φ₀是t₀时刻对应的初始相位，Δφ表示时间序列校正过程中由δr引起的相位误差；

(5)获取X射线脉冲星信号的时延估计值

通过X射线脉冲星信号的相位估计值和t₀时刻X射线脉冲星的自转频率f(t₀)，计算X射线脉冲星信号的时延估计值

2.根据权利要求1所述的基于最大后验估计的X射线脉冲星信号时延估计方法，其特征在于，步骤(2b)中所述的通过τ(t_i)对X射线脉冲星光子到达航天器的时间序列进行校正，校正公式为：