[发明专利]基于X射线脉冲星的最大似然相位估计方法

权利要求书

1.基于X射线脉冲星的最大似然相位估计方法，其特征在于，包括：

根据测量击打到X射线探测器探测材料上的光子到达时间的过程，构造X射线脉冲星信号泊松模型构造单元；

利用多个高斯分布概率函数对X射线脉冲星轮廓进行拟合构造X射线脉冲星信号模型构造单元；

构造用来估计初始相位和周期的最大似然估计单元；

构造提高新模型中代价函数的峰值搜索性能的相位并行计算单元。

2.如权利要求1所述的最大似然相位估计方法，其特征在于：

所述的X射线脉冲星信号泊松模型构造单元包括基于泊松分布的时序模型，其构造如下：脉冲星具有独特且稳定的与脉冲相位有关的完整脉冲轮廓，假设是标准脉冲轮廓，λ_b和λ_s分别是有效的噪声强度和流量强度；同时，探测器A的有效区域，整个观察期间K的叠加时间以及探测器效率η也都与该模型相联系；因此，X射线脉冲星的到达率模型可以表示成轮廓函数：

其中T_i是采样间隔，x是参考点，v是探测器速率，λ_s是X射线脉冲星信号辐射强度比例因子；是探测器向辐射源运动形成的无直流的标准脉冲星轮廓,为具有多普勒情况下的相位；

由于T_i是非重叠性的时间间隔，落在时间间隔T_i中的光子k_n的周期独立的泊松分布，如下：

其中k_n=1,2,3…，所描述的泊松分布的均值和方差为：

对于时间序列它的联合概率分布函数表示为：

3.如权利要求1所述的最大似然相位估计方法，其特征在于：

所述X射线脉冲星信号模型构造单元包括多个高斯分布概率曲线拟合模块，采用多个高斯分布概率函数来拟合X射线脉冲星轮廓；通过一组关于标准平均脉冲轮廓的高斯函数来描述：

其中i代表第i分量，a_i，μ_i和δ_i分别为第i高斯分量的比例因子，均值和方差；

所述；X射线脉冲星信号模型构造单元包括基于GFSAP方法的新模型构造模块，其新模型构造模块如下：提出了一个假设，对于脉冲星光子序列，如果n个光子在同一周期被捕获到，理论上是它就可以看成是单个概率分布函数为标准脉冲星轮廓的光子的独立事件，在这一周期发生了n次；

假设代表标准脉冲星轮廓，且如果在一个脉冲星周期内仅有一个光子，它的到达时间同样遵循概率分布函数为的分布；

令λ_b＝0，那么，脉冲星信号密度可以重新表示成其中Δ是开始时间到光子到达时间的时间间隔；令P为脉冲星周期，如果在周期P内有一个光子到达，在间隔Δ内这个时间发生的概率为

此外，由于则有得出一个周期内事件在时刻τ发生的概率如下

P(τ)＝h(τ)；

令τ_n代表第n个光子的小数部分，N代表循环计数；则有

τn=ti-NPP]]>

如果脉冲星频率由于受航天器速率影响是个未知的常量，那么周期要修正为

τn=ti-NPvPv]]>

其中由上述知，v是航天器的速率；这样，在一个周期内光子的到达时间的概率可以重新表达成

P(τ_n)＝h_g(τ_n)  τ_n∈[0,1)；

此式表明，第N个周期的光子到达时间的分布可以近似为用标准轮廓作为它的分布函数时的概率；为了定义初始相位脉冲星轮廓的高斯函数可重新写为

其中δμ_i是初始相位和脉冲星轮廓的第i分量之间的偏差；可以设置为[0,1)之间的任意值。