脉冲星信号模拟与双谱域消噪

论文摘要

X射线脉冲星导航（X-ray Pulsar-based Navigation, XPNAV）是近几年空间导航领域研究的热点,可为近地轨道、深空及星际空间飞行的航天器提供位置、速度、姿态和时间等全面的导航信息。为解决地球大气层对X射线光子的吸收及空间搭载实验的巨大费用等问题,可在地面实验室搭建XPNAV仿真实验系统,用来评估研究方案的可行性和导航算法的正确性。针对XPNAV仿真实验系统,本文给出了基于到达光子流0-1分布模型的X射线脉冲星信号模拟方法。实验证明,当光子累积时间较短时,与到达光子流的非齐次Poisson过程模型相比,根据该模型模拟出的累积脉冲轮廓具有较小的平均相位差。本文结合信号的双谱变换和图像消噪中所使用的方法,给出了基于非局部均值算法的信号双谱域消噪方法,用以改善较短观测期内所得累积脉冲轮廓的信噪比。实验证明,该方法的去噪效果好于基于a-删减滤波器的信号双谱域消噪方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要工作及结构
• 第二章 脉冲星及其时空基准
• 2.1 脉冲星及其基本物理特性
• 2.2 脉冲星的辐射特性
• 2.2.1 个别脉冲和子脉冲
• 2.2.2 累积脉冲（平均脉冲）
• 2.3 时空基准简介
• 2.3.1 坐标系统
• 2.3.2 时间系统
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于到达光子流模型的X射线脉冲星信号模拟
• 3.1 X射线脉冲星累积脉冲轮廓的周期叠加法
• 3.1.1 光子到达时间转换
• 3.1.2 建立累积脉冲轮廓的周期叠加法
• 3.2 基于到达光子流模型的X射线脉冲星信号模拟
• 3.2.1 X射线脉冲星到达光子流模型
• 3.2.2 基于到达光子流的X射线脉冲星信号模拟
• 3.3 基于到达光子流非齐次Poisson过程模型的脉冲星信号模拟
• 3.3.1 脉冲星的到达光子流非齐次Poisson过程模型
• 3.3.2 基于到达光子流非齐次Poisson过程模型的脉冲星信号模拟实验
• 3.4 基于到达光子流0-1分布模型的脉冲星信号模拟
• 3.4.1 脉冲星的到达光子流0-1分布模型
• 3.4.2 基于到达光子流0-1分布模型的脉冲星信号模拟实验
• 3.5 实验结果分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 脉冲星信号的双谱域消噪
• 4.1 双谱及其性质
• 4.1.1 双谱简介
• 4.1.2 双谱的性质
• 4.1.3 双谱估计方法
• 4.2 基于双谱的信号重构
• 4.2.1 基于双谱的信号重构思想
• 4.2.2 基于双谱的相位重构算法
• 4.2.3 基于双谱的幅值重构算法
• 4.3 基于α-删减滤波器的信号双谱域消噪
• 4.3.1 基于α-删减滤波器的信号双谱域消噪方法
• 4.3.2 基于α-删减滤波器的信号双谱域消噪实验
• 4.4 基于非局部均值算法的信号双谱域消噪
• 4.4.1 基于非局部均值算法的信号双谱域消噪方法
• 4.4.2 基于非局部均值算法的信号双谱域消噪实验
• 4.5 两种信号双谱域消噪方法的实验结果比较
• 4.6 本章小结
• 第五章 结束语
• 5.1 论文工作总结
• 5.2 研究前景展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果