航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaFeb.152023Vol.44No.3ISSN1000-6893CN11-1929/V526566-1利用Crab脉冲星X射线观测校准星载原子钟频率童明雷1，2，*，韩孟纳1，2，杨廷高1，赵成仕1，朱幸芝1，21．中国科学院国家授时中心，西安7106002．中国科学院大学，北京100049摘要：为了改善星载原子钟长期的时间保持能力，并提高其自主性，利用XPNAV-1卫星观测的Crab脉冲星数据研究了驾驭星载原子钟频率的方法。在X射线脉冲星计时处理中，利用高斯核回归的方法平滑了脉冲星轮廓，可以有效提高脉冲轮廓的信噪比（SNR），从而提高了计时精度。通过仿真记录光子到达时刻的参考钟存在频率偏差，分析了参考钟频率偏差对脉冲星拟合前计时残差的影响，基于此给出了脉冲星校准星载原子钟频率的方法。对于存在10－11量级频率偏差的星载钟，1个月左右的Crab脉冲星数据可以获得相对误差约40%的频率校准精度。利用更长时间跨度的脉冲星计时数据，预期可以进一步提高星载钟的频率校准精度。关键词：脉冲星；原子钟；X射线脉冲星计时；频率驾驭；计时残差中图分类号：V419文献标识码：A文章编号：1000-6893（2023）03-526566-11脉冲星是大质量恒星超新星爆发或双星吸积塌缩后形成的带强磁场的中子星，其旋转产生的辐射束可被地面射电望远镜或空间高能探测器接收。因其超高温、超高压、超高密度、超强磁场、超强电场、超强引力场等极端物理条件，脉冲星成为天文和物理研究的天然实验室。脉冲星是20世纪60年代的四大天文发现之一。脉冲星的观测和理论研究自发现以来已持续了50多年，是天体物理领域重要的研究对象。国内外对脉冲星的射电观测已长达数十年之久，随着各种地面大型射电望远镜的陆续建成，天文学家对脉冲星的形成、辐射机制、内部结构及旋转特征等进行了深入研究［1］。值得一提的是，2020年12月1日，因馈源平台坠落导致受损严重的阿雷西博射电望远镜（Arecibo）在其服役期间对脉冲星的观测取得了众多划时代成果［2］：1974年Hulst和Taylor发现了第1个脉冲星-中子星双星系统（PSRB1913+16），间接证明了引力波的存在［3］；1982年发现了第1颗毫秒脉冲星（PSRB1937+21）［4］；1992年Wolszczan和Frail发现第1颗伴星为行星的脉冲星（PSRB1257+12）［5］，这是人类首次发现系外行星。随着Are⁃cibo的落幕，被誉为“中国天眼”的500m口径球面射电望远镜（FAST）于2021年3月31日对全球开放，接受来自全世界的观测申请。国际上，中国参与了平方公里阵（SKA）...
