毫秒脉冲星自转稳定性

5年稳定度1.7×10⁻¹⁴

基于NICER X射线观测与数据筛选方法，PSR B1937+21的5年自转稳定性达到与NANOGrav射电数据相当的水平，为独立于地球时间标准的脉冲星时尺度提供关键支撑。

孙海峰 · Dingkai, Yao · 沈利荣 · 邓忠文 · Weiming, Bao · Xiaoping, Li · Wang, Wencong · 周庆勇

Acta Astronautica 2023

参数信息

计时残差RMS

4.7 μs

5年自转稳定性

1.7 × 10⁻¹⁴

赤经误差上限

2 mas

赤纬误差上限

6 mas

白噪声幅度上限

5 μs

红噪声幅度上限

1 μs

技术优势

数据筛选提升精度

通过实施数据筛选方法，X射线脉冲到达时间的精度得到提高，从而降低了计时残差。

迭代最小二乘框架

开发了基于迭代最小二乘的数据分析框架，用于X射线计时参数拟合，保证参数估计的稳定性。

明确主影响因素

仔细考虑了影响自转稳定性的主要因素，并给出了为保证5年稳定度优于10⁻¹⁴所需的误差上限。

应用场景

• 航天器自主导航：为航天器提供不依赖地面的高稳定时间基准，支持自主定位。
• 量子时间同步：作为高精度频率基准，辅助量子时间同步系统校准。
• 精密时间测量：可用于建立脉冲星时尺度，测量与地球时标准的偏差。
• 深空探测授时：在深空无地面授时条件下，为探测器提供长期稳定时间服务。