基于计算机集群的脉冲星相干消色散系统研究

来自脉冲星的射电辐射在传播过程中会与星际间介质中的自由电子相互作用,发生色散现象.脉冲星相干消色散就是通过计算,将采样后的脉冲星信号进行快速傅里叶(FFT)变换,在频域同chirp函数相乘,从而实现消色散的过程.介绍了基于计算机集群的相干消色散的原理以及数据计算流程,同时分析了计算过程中参数的选取及其与集群性能的关系,并对于脉冲星相干消色散集群系统的发展进行了介绍.     

脉冲星PSR J1224-6407的偏振、频谱和到达时间的研究

使用澳大利亚帕克斯射电望远镜对PSR J1224-6407进行了3个波段的研究,观测数据的时间跨度约10 a. 3个波段观测中心频率分别为732、1 369 MHz和3 100 MHz.将测量得到的流量密度与文献中的频谱数据相结合,得出脉冲星的频谱特性.用简单的幂律谱模型对频谱进行了拟合,得到谱指数为-1.45.用PSRCHIVE软件得到3个频率下平均脉冲轮廓和偏振观测结果,脉冲总强度、圆偏振、线偏振和偏振位置角曲线随频率表现出了不同的变化.在1.4 GHz的频率下,分析了脉冲星的计时残差,更新了脉冲星的位置、自转周期和周期导数等基本参数.     

PSR J0826+2637的模式变换特性研究

利用FAST在中心频率为1.25 GHz的观测数据,分析了PSR J0826+2637的单脉冲能量分布和调制特性,发现存在新的模式变换,并探讨了不同模式的平均脉冲轮廓和偏振特性.结果显示：在B模式中存在强、弱2种模式,弱模式中存在脉冲消零（PN）现象,脉冲消零比（NF）为2.7%;在强、弱2种模式中,中间脉冲的偏振结果差异较小,而主脉冲的变化较大. PSR J0826+2637的模式变换特性很难用现有的模型来解释.     

一个脉冲星模式变化的观测和研究

用我国自行研制的脉冲星观测系统在新疆乌鲁木齐天文站２５ｍ天线上成功地观测了８颗脉冲星,并观测到ＰＳＲ１１３３＋１６的模式变化现象,就脉冲星模式变化总题进行一些探讨。     

基于经验模态分解空域相关滤波的脉冲星信号消噪

针对脉冲星信号信噪比极低,且信号中有色噪声成分远大于高斯白噪声的特点,提出了一种基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)的脉冲星信号空域相关滤波消噪方法。首先建立脉冲星信号的分形高斯噪声模型,根据双对数功率谱密度估计分形高斯噪声的Hurst参数值;然后,结合脉冲星累积信号的窗口辐射特性和分形高斯噪声经EMD分解后的噪声分布特点,估计脉冲星信号各层内蕴模态函数(intrinsic mode function,IMF)中噪声的方差;最后,以IMF噪声方差为基础,建立EMD空域相关滤波方法并应用于脉冲星累积轮廓消噪。实验结果表明,与经典的平移不变小波阈值消噪法、平移不变小波空域相关滤波消噪法以及EMD模态单元比例萎缩消噪法相比,改进的EMD空域相关滤波消噪法在抑制脉冲信号中的噪声和保留更多的微脉冲特征细节信息方面更加有效。     

老年X-射线脉冲星的辐射特性

利用新的外间隙模型,研究计算了老年脉冲星的非热X-射线光度,并与Chandra观测到的七颗老年脉冲星的非热X-射线光度的观测结果进行了比较,模型的计算结果和观测数据吻合较好,同时计算了老年脉冲星可能的伽玛射线光度和流量。     

基于X射线脉冲星的组合导航方法研究

X射线脉冲星导航是一种新兴的航天器自主导航技术。由于其自身的局限性,单独脉冲星导航还无法满足航天器高精度自主导航定位的需要。为此,不少学者将其他导航方法与脉冲星导航相结合,提出了多种组合导航。本文对这些基于脉冲星的组合导航进行分析与比较,给出了这些方法各自的优点和应用场合。     

改进的小波阈值消噪法应用于脉冲星弱信号处理

利用小波变换去除噪声的基本原理和方法及消色散方法对毫秒脉冲星极弱信号进行了提取,并对噪声进行了最佳阈值选取实验研究,实现了脉冲星弱信号消色散积累后的检测和抑噪.并研究了阈值函数的几种改进方案,进而对PSR 0437-4715信号用不同方法去噪后的结果进行了分析比较,认为采用改进的阈值函数对脉冲星信号处理较采用传统的软、硬阈值函数处理具有优越性.研究结果表明改进的小波阈值消噪方法是一种提高信噪比、展示噪声和突变信号的优越方法.     

基于高阶统计量自适应滤波的毫秒脉冲星信号处理

基于高阶累积量的LMS自适应滤波算法 (CDEFWLMS),对毫秒脉冲星弱信号进行了分析和处理,得到了较清晰的脉冲轮廓,并与普通的LMS算法以及CDLMS算法的结果进行了比较研究.结果表明:高阶统计量自适应滤波算法可以有效的将脉冲星弱信号与噪声分离,相对于NLMS算法,该算法大大提高了信号品质,且具有收敛速度快、稳定性好的特点.     

一种基于IWOLA的脉冲星消色散数字终端设计

在基于FPGA的脉冲星消色散数字终端中,为了解决片内高速RAM资源的系统设计瓶颈,提出了一种基于IWOLA算法的多相滤波器组(PFB),并基于该算法构建了一种针对宽带实输入信号的脉冲星消色散数字终端.该数字终端通过约简多子带进行处理.理论分析结果表明,该数字终端节省了系统对高速RAM和后续信号处理单元的需求,在保证时间分辨率的前提下提高了频率分辨率.另外,该数字终端计算效率高,且克服了基于PDFT算法的系统设计缺陷.当脉冲星消色散终端中FFT模块的长度为8 192时,基于IWOLA算法的脉冲星消色散数字终端最大节省了25%的BRAM资源.仿真实验结果表明,该系统的性能满足设计要求.     

豆包消振器的阻尼特性研究

豆包消振器是一种柔性约束的颗粒阻尼结构，它具有类似冲击阻尼和封砂结构阻尼的双重阻尼机理，因此表现出良好的减振特性，文中在描述其宏观阻尼机理的基础上，对几种不同粒度，不同材料的金属颗粒组成的豆包，在单自由度振动系统的试验模型上进行了实验研究，并用具有相同质量比的刚性质量块和散体颗粒结构进行了对比试验，得到的试验结果与宏观机理分析的结论具有一致性。     

FAST——脉冲星观测研究的利器

 2016年9月25日落成的中国自行设计建造的500 m口径球面射电望远镜（FAST）是目前全世界最大口径的射电望远镜。在调试期间已成功发现了脉冲星,实现了国内设备发现脉冲星的零突破。脉冲星是宇宙中的一类奇妙天体,是验证强引力场、强磁场和高密度等极端物理环境下物理规律的"天然实验室"。作为脉冲星研究的利器,预计FAST大规模巡天能够大幅提高已知的脉冲星数目。FAST还将在低频引力波探测、脉冲星物理、星际和星系际介质探测、脉冲星时间尺度建立及脉冲星导航等领域取得突破性进展。在上述研究中,国内天文设备取长补短、相互补充,有望实现中国脉冲星观测研究跨越式发展。     

零维纳米材料的特性及研究现状

综述了纳米粒子的特性及研究现状。纳米粒子在三维方向均处于纳米尺度，具有表面效应和体积效应。作者并对纳米粒子的研究分析手段进行了介绍。     

高斯型调制相干态的零差测量原理

对高斯型调制相干态的零差测量技术进行分析,认为用平衡零差探测效果最佳。在量子力学的框架下,研究零差探测技术测量高斯型调制相干态的原理,确定光子数与相位的关系,阐述相干态的测量技术,分析了测量信号及其方差。     

集成运算放大器的零漂特性研究

为改进抑制零点漂移的技术,提出了利用一种新型的器件CBT来抑制零点漂移的方法,分析了CBT的电流增益在一定范围内基本上不随温度和工作电流变化的机理,给出了输出特性曲线与基区沟道宽度、时间及温度的关系。测试结果表明：改进后的集成运算放大器的失调电流随温度变化显著减小。输出特性曲线基本不随温度变化。该器件主要应用于军事及航天领域中的精密仪器及仪表中。     

基于X射线脉冲星的空间定位误差仿真研究

研究了X射线脉冲星脉冲到达时间(TOA)测量的原理;基于TOA测量,构建了SSB惯性系下空间绝对定位的数学模型,并说明了整周期数向量的求解过程;基于SNR得出了脉冲相位观测时间与TOA测量精度的关系.利用仿真脉冲相位观测数据,对×射线脉冲星空间定位进行系统仿真.仿真结果表明模糊度搜索效果较好,相位观测时间的选择对位置确定的精度影响较大.     

基于脉冲星和太阳敏感器的日地系Halo轨道组合导航研究

为提高平动点轨道探测器的自主导航能力,提出一种利用X射线脉冲星和太阳敏感器的导航算法. 利用X射线脉冲星导航理论,用X射线探测器测量X射线脉冲到达时间,同时利用太阳敏感器测量太阳视线方向矢量,建立导航系统观测方程. 在高精度星历模型下,对日地系Halo轨道建立数学模型,利用二级微分修正方法获取地球质心惯性系下的标称轨道,利用基于UD分解的联邦Unscented卡尔曼滤波方法进行状态估计,并研究了摄动因素对导航结果的影响. 仿真结果表明,该方法能够完成日地系平动点轨道的自主导航,并且比X射线脉冲星单独导航具有更高的导航精度.      

X射线脉冲星自主导航的脉冲轮廓和联合观测方程

现在通用的X射线脉冲星导航的3维观测方程,是以3颗脉冲星发射的脉冲到达航天器和太阳系质心的时间偏差为观测量建立起来的.在实际测量过程中,这个观测量是通过比较航天器探测到的脉冲观测轮廓与相应脉冲星的标准轮廓得到的,而在累积观测轮廓的同时也得到了观测轮廓的周期,因此根据Doppler速度测量方程,就能够确定航天器的速度矢量.本文首先导出Doppler速度测量方程,提出在观测轮廓的积累过程中考虑航天器的速度和加速度,得到的观测轮廓的周期不同于标准轮廓.这样,将探测3颗脉冲星得到的观测轮廓与相应的标准轮廓进行比较时,可以同时获得脉冲到达航天器和太阳系质心的时间偏差和频率漂移6个观测量,从而确定航天器的3维位置和3维速度.由于信息量增加一倍,6维观测方程比现行观测方程更为精确和完整.     

空间电压矢量脉宽调制技术中零矢量调制的算法研究与FPGA实现

在现代交流电机控制技术中,空间矢量脉宽调制（SVPWM）以其较高的直流电压利用率、较低的开关次数以及较少的谐波分量获得了越来越多的应用.为了能够将算法实现与工程实际更好地结合,本文提出了一种基于FPGA与DSP协同工作的SVPWM的FPGA解决方案.通过改变传统的SVPWM中零矢量的调制手段,在考虑IGBT工作频率的情...