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《楊廷高中科院國(guó)家授時(shí)中心》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、楊廷高中科院國(guó)家授時(shí)中心脈沖星時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用研究進(jìn)展恭賀王先生九十華誕!1“毫秒脈沖星以其極其穩(wěn)定的脈沖周期(包含極其穩(wěn)定的周期變化率改正)可望用于監(jiān)測(cè)(和改正)原子時(shí)的長(zhǎng)期穩(wěn)定度(一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)的長(zhǎng)期穩(wěn)定度是它作為基準(zhǔn)的基本特征)?!薄斑M(jìn)行毫秒脈沖星脈沖到達(dá)時(shí)刻的常規(guī)、持續(xù)、系統(tǒng)的多星測(cè)量相當(dāng)于產(chǎn)生一種脈沖星時(shí)。當(dāng)前,建立和不斷改善脈沖星鐘的努力正處在一個(gè)學(xué)科交叉點(diǎn)上:(1)時(shí)間計(jì)量學(xué)前沿上的交叉:引進(jìn)脈沖星時(shí),以達(dá)到與原子時(shí)同時(shí)發(fā)展、交叉比對(duì)的新格局?!痹缭?997年王先生已有這種思想,并提出建立50米射電望遠(yuǎn)鏡,在國(guó)家授時(shí)中心開(kāi)展脈沖星時(shí)觀(guān)測(cè)和研究工作。王先生在“2000
2、年哈納斯脈沖星觀(guān)測(cè)與研究”會(huì)議文集的序中寫(xiě)到:2脈沖星時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)研究進(jìn)展34590年代后期開(kāi)始脈沖星計(jì)時(shí)陣觀(guān)測(cè)脈沖星計(jì)時(shí)陣:對(duì)選定的一組脈沖星按照既定觀(guān)測(cè)程序進(jìn)行長(zhǎng)期計(jì)時(shí)觀(guān)測(cè)計(jì)時(shí)陣觀(guān)測(cè)方案根據(jù)科學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)脈沖星計(jì)時(shí)陣是建立脈沖星時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)和脈沖星時(shí)空參考架的有效觀(guān)測(cè)方法觀(guān)測(cè)目標(biāo)包括導(dǎo)航用脈沖星和毫秒脈沖星導(dǎo)航脈沖星:建立并保持脈沖星時(shí)空參考架毫秒脈沖星:建立并保持脈沖星時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)觀(guān)測(cè)方案:觀(guān)測(cè)波段、積分時(shí)間、觀(guān)測(cè)周期應(yīng)考慮兩個(gè)以上波段的同時(shí)觀(guān)測(cè)等6目前國(guó)際上的脈沖星計(jì)時(shí)陣項(xiàng)目EuropeanPulsarTimingArray(EPTA)RadiotelescopesatWester
3、bork,Effelsberg,Nancay,JodrellBank,(Cagliari)Normallyusedseparately,butcanbecombinedformoresensitivityHigh-qualitydata(rmsresidual<2.5ms)for9millisecondpulsarsNorthAmericanpulsartimingarray(NANOGrav)DatafromAreciboandGreenBankTelescopeHigh-qualitydatafor17millisecondpulsarsParkesPulsarTimin
4、gArray(PPTA)DatafromParkes64mradiotelescopeinAustraliaHigh-qualitydatafor20millisecondpulsars三者共觀(guān)測(cè)40顆毫秒脈沖星,其中30顆TOA精度好于1us7APulsarTimingArray(PTA)WithobservationsofmanypulsarswidelydistributedontheskycaninprincipledetectastochasticgravitationalwavebackgroundGravitationalwavespassingoverthep
5、ulsarsareuncorrelatedGravitationalwavespassingoverEarthproduceacorrelatedsignalintheTOAresidualsforallpulsarsRequiresobservationsof~20MSPsover5–10years;couldgivethefirstdirectdetectionofgravitationalwaves!Atimingarraycandetectinstabilitiesinterrestrialtimestandards–establishapulsartimescale
6、CanimproveknowledgeofSolarsystemproperties,e.g.massesandorbitsofouterplanetsandasteroidsIdeafirstdiscussedbyHellings&Downs(1983),Romani(1989)andFoster&Backer(1990)8PPTA脈沖星時(shí)觀(guān)測(cè)研究成果:910PPTA脈沖星時(shí)觀(guān)測(cè)研究成果:11TT(BIPM11)-TAI從1994至2011年TAI漂移達(dá)到5us上圖:TT(BIPM11)與TAI差異下圖:擬合并消除二次多項(xiàng)式后的結(jié)果12PPTA脈沖星時(shí)研究成果:PPTA11
7、-TAI和TT(BIPM2011)-TAI13初步結(jié)論:脈沖星計(jì)時(shí)陣觀(guān)測(cè)能夠檢測(cè)到原子時(shí)TAI的系統(tǒng)誤差,得到的脈沖星時(shí)系統(tǒng)精度可與TT(BIPM2010)相比;多個(gè)脈沖星計(jì)時(shí)陣的綜合可獲得更高精度的脈沖星時(shí)系統(tǒng)(共約40顆毫秒脈沖星,30顆精度好于1us);未來(lái)大設(shè)備(FAST、SKA等)觀(guān)測(cè)精度進(jìn)一步提高,能觀(guān)測(cè)的毫秒脈沖星數(shù)量大大增加(幾百顆);應(yīng)用脈沖星能夠?qū)崿F(xiàn)各類(lèi)空間飛行器自主導(dǎo)航,更適用于深空探測(cè)飛行器自主導(dǎo)航應(yīng)用。2012年在北京舉行的IAU大會(huì),DIVISION1決定并建立“Pulsar