《X射線脈沖星導航信號處理技術》圍繞脈沖星導航信號處理的關鍵技術展開,內容涉及信號的建模、去噪、檢測、輪廓重構和到達時間測量等。主要論述X射線脈沖星信號建模、仿真以及實測X射線脈沖星信號的獲取和相對論修正問題;討論了輪廓的重構和去噪,總結了輪廓平均的概念和方法。
《X射線脈沖星導航信號處理技術》介紹了小波和雙譜等方法在脈沖星信號去噪中的作用。對脈沖星信號到達時間測量問題,分別從輪廓相位測量的角度和時間序列分析的角度做了探討。
《X射線脈沖星導航信號處理技術》可作為相關專業(yè)研究人員和工程技術人員的參考用書,也可作為高等院校導航、信號處理等相關專業(yè)高年級本科生、研究生的參考用書。
利用天文信號導航,具有悠久的歷史,F(xiàn)代技術進步,豐富、拓展了天文導航的范疇。X射線脈沖星導航則屬于新興天文導航技術中的佼佼者,它在理論方法和應用前景方面都展現(xiàn)出不同以往的優(yōu)秀特點,條件具備時它幾乎可以在整個太陽系甚至更廣泛星際空間內獨立工作,從而體現(xiàn)夢寐以求的自主導航特性。與多數(shù)導航系統(tǒng)一樣,在脈沖星導航系統(tǒng)的諸多環(huán)節(jié)中,導航信號處理毫無疑問是至關重要的一環(huán)。
本書面向脈沖星導航信號處理及工程應用上的一些重要問題,從理論結合實際角度尋求解決方案,系統(tǒng)地總結了一些規(guī)律,重點論述了信號處理方法。總體上可以分為三個部分。第一部分包括第1-4章,論述X射線脈沖信號建模和仿真問題。第1章對國際國內發(fā)展現(xiàn)狀做了總結歸納。第2章對實測X射線脈沖星信號的獲取和修正問題給出可操作的方法。第3章對比分析了三種脈沖星信號模型。第4章則對基于三種脈沖星模型的信號仿真和信號有效性做了論證。第二部分由第5、6章構成,討論輪廓的重構和去噪問題。第5章對平均輪廓的累積概念和方法,以及利用輪廓進行相位測量的性能做了分析。第6章主要討論去噪方法和效果,重點介紹了小波和雙譜方法。第三部分由第7、8章組成,主要關心信號檢測和到達時間測量。第7章從時域、頻域和時頻域三個方面針對信號檢測討論了幾類方法。第8章對影響導航性能的到達時間測量問題.從時間序列的角度做了探討,與傳統(tǒng)累計輪廓測相方法理論上有所不同。
作者及其團隊在脈沖星導航領域有10多年研究基礎,本書是集體研究的成果,謝強博士、蘇哲博士、羅楠博士、王璐博士、李聰博士、孫景榮博士、謝振華博士、李沃恒碩士為第3-8章內容提供了部分資料,并參與了校對。王蓓、劉宜靜、王恩林、魏晨依、許成洋、郭佳、米澎、李澤坤、梁文靜、閻迪參與了有關課題的研究和本書的整理工作。
張華,西安電子科技大學工學博士,副教授,博導。主要研究方向為時變天文信號處理及其導航機理研究。主持國家自然科學基金、十三五預研課題多項。在極弱信號處理特別是×射線脈沖信號處理方面開展了長期深入的研究。已獲得專利授權23項,發(fā)表學術論文近30篇。獲陜西省科學技術二等獎和教學成果二等獎各1項。
許錄平,陜西扶風人,工學博士,西安電子科技大學二級教授,學科帶頭人,博導,教學名師,探測制導與控制技術國家專業(yè)建設點負責人。長期從事脈沖星導航和量子定位、雷達探測等研究工作。獲得授權發(fā)明專利30余項,發(fā)表學術論文100余篇,出版教材和專著5部。獲陜西省科學技術獎和陜西省教學成果獎3項。
第1章 緒論
1.1 脈沖星及其觀測
1.1.1 脈沖星簡介
1.1.2 射電觀測技術
1.1.3 空間X射線探測技術
1.2 脈沖星導航原理
1.3 國內外研究進展
1.3.1 脈沖星導航技術發(fā)展
1.3.2 X射線脈沖星導航研究計劃
1.4 脈沖星導航中的信號處理技術
第2章 脈沖星數(shù)據(jù)獲取及相對論效應修正
2.1 X射線脈沖星數(shù)據(jù)源
2.2 RxTE介紹
2.2.1 正比計數(shù)器陣列(PCA)
2.2.2 高能X射線時辨探測器(HExTE)
2.2.3 全天監(jiān)視器(ASM)
2.3 RXTE實測數(shù)據(jù)的提取
2.3.1 軟件方法提取數(shù)據(jù)
2.3.2 內嵌代碼提取原始數(shù)據(jù)
2.4 RXTE實測數(shù)據(jù)的分析
2.4.1 光行時修正對累積輪廓的影響
2.4.2 相位預測模型對累積輪廓的影響
2.5 小結
第3章 脈沖星信號特征及模型
3.1 概述
3.2 脈沖星信號的特征
3.2.1 周期特征
3.2.2 輪廓
3.2.3 能譜
3.2.4 噪聲
3.3 脈沖星信號仿真建模
3.3.1 基本原理
3.3.2 泊松模型
3.3.3 指數(shù)模型
3.3.4 高斯模型
3.4 模型的對比
3.4.1 泊松分布模型
3.4.2 指數(shù)分布模型
3.4.3 高斯擬合模型
3.4.4 三種模型的比較
3.5 小結
第4章 X射線脈沖星仿真信號的有效性驗證
4.1 概述
4.2 仿真信號和實測信號的一致性分析
4.2.1 仿真信號生成
4.2.2 輪廓的一致性分析
4.2.3 時域的一致性分析
4.2.4 頻域的一致性分析
4.3 軌道調制下的X射線脈沖星仿真信號有效性驗證
4.3.1 軌道調制信號的生成
4.3.2 時間轉換方程
4.3.3 軌道調制信號的有效性驗證
4.4 小結
……
第5章 脈沖平均輪廓累積方法及相位測量性能
第6章 脈沖星信號的去噪
第7章 脈沖星信號檢測
第8章 脈沖星信號到達時間測量
參考文獻