一种脉冲星观测装置、系统和方法与流程

文档序号:11130661阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种脉冲星观测装置,其特征在于,包括:时频信号产生模块(10)、信号处理板(20)和控制装置(30);其中,

所述时频信号产生模块(10)生成秒脉冲信号(43)、采样时钟(42)和标准时间(49);

脉冲星观测信号进入所述信号处理板(20),所述信号处理板(20)利用所述采样时钟(42)和秒脉冲信号(43),生成脉冲星观测数据和小数秒时间;

所述控制装置(30)接收所述标准时间(49)、脉冲星观测数据和小数秒时间,并基于所述标准时间(49)和小数秒时间得到纳秒级时间分辨率的脉冲星信号到达时间,所述控制装置(30)利用所述脉冲星信号到达时间对所述脉冲星观测数据进行处理。

2.如权利要求1所述的脉冲星观测装置,其特征在于,

所述时频信号产生模块(10)包括:氢原子钟(11)、GPS接收机(12)、秒脉冲同步器(13)和频率综合器(14);其中,

所述氢原子钟(11)和GPS接收机(12)向所述秒脉冲同步器(13)发送秒脉冲信号,所述秒脉冲同步器(13)利用所述氢原子钟(11)和GPS接收机(12)发送的秒脉冲信号,对所述氢原子钟(11)和GPS接收机(12)进行秒同步,并将所述秒脉冲信号发送至所述信号处理板(20);

所述氢原子钟(11)生成参考时钟信号(41),所述频率综合器(14)利用所述参考时钟信号(41)生成所述采样时钟(42)发送给所述信号处理板(20)。

3.如权利要求1所述的脉冲星观测装置,其特征在于,

所述信号处理板(20)包括:模数转换器(21)、数字降频模块(22)、数字信号处理模块(23)、脉冲计数器(24)和数据发送模块(25);其中,

脉冲星观测信号进入所述模数转换器(21),所述模数转换器(21)利用所述采样时钟(42)对所述脉冲星观测信号进行采样,采样信号(50)进入所述数字降频模块(22),降频后的采样信号(51)进入所述数字信号处理模块(23)进行数字信号处理得到脉冲星观测数据;

所述模数转换器(21)将所述秒脉冲信号(43)和采样时钟(42)分别传输至所述脉冲计数器(24)和数字降频模块(22),所述数字降频模块(22)将所述采样时钟(42)进行四分频,四分频采样时钟(44)进入所述脉冲计数器(24),所述脉冲计数器(24)利用所述秒脉冲信号(43)对所述四分频采样时钟(44)进行计数,得到小数秒时间;

所述数据发送模块(25)将脉冲星观测数据和小数秒时间发送至所述控制装置(30)。

4.如权利要求3所述的脉冲星观测装置,其特征在于,

所述控制装置(30)包括:数据接收模块(31)、时间采集卡(34)、脉冲星信号到达时间计算模块(32)、数据后处理模块(33)和数据存储模块(35);其中,

所述数据接收模块(31)接收脉冲星观测数据和小数秒时间,将脉冲星观测数据发送至所述数据后处理模块(33),将所述小数秒时间发送至所述脉冲星信号到达时间计算模块(32);

所述时间采集卡(34)接收标准时间(49),并将所述标准时间(49)发送给所述脉冲星信号到达时间计算模块(32),所述脉冲星信号到达时间计算模块(32)将标准时间的小数秒舍弃,将小数秒时间转换为小数秒并与舍去小数秒后的标准时间(49)相加,得到脉冲星信号到达时间(47);

所述数据后处理模块(33)利用所述脉冲星信号到达时间(47),对脉冲星观测数据(45)进行处理,并将处理后的数据(48)存储在数据存储模块(35)。

5.如权利要求4所述的脉冲星观测装置,其特征在于,

所述数据发送模块(25)包括:格式器(251)和第一万兆网卡(252);

所述格式器(251)将脉冲星观测数据和小数秒时间打包为数据帧,打包后的数据帧包括网络校验头、脉冲星观测数据和小数秒时间,所述数据帧通过第一万兆网卡(252)发送至数据接收模块(31)。

6.如权利要求5所述的脉冲星观测装置,其特征在于,

所述数据接收模块(31)包括:第二万兆网卡(311)、网络包获取模块(312)、数据提取与帧校验模块(313);

所述第二万兆网卡(311)接收数据帧,所述网络包获取模块(312)抓取数据网络包,所述数据提取与帧校验模块(313)将网络包中的脉冲星观测数据(45)和小数秒时间与网络校验头进行分离,并对丢失的数据帧进行补偿,再将补偿后的脉冲星观测数据(45)和小数秒时间分别发送至所述数据后处理模块(33)和脉冲星信号到达时间计算模块(32)。

7.如权利要求3所述的脉冲星观测装置,其特征在于,所述采样时钟的频率为1GHz,四分频采样时钟的脉冲时间分辨率为4纳秒。

8.如权利要求6所述的脉冲星观测装置,其特征在于,所述第一万兆网卡(252)和第二万兆网卡(311)通过10GbE网络进行连接,采用传输层协议UDP传输数据帧。

9.一种脉冲星观测系统,其特征在于,包括:权利要求1至8中任一项所述的脉冲星观测装置,以及与脉冲星观测装置相连的射电望远镜。

10.一种脉冲星观测方法,其特征在于,利用权利要求1至8中任一项所述的脉冲星观测装置得到纳秒级时间分辨率的脉冲星信号到达时间,并利用脉冲星信号到达时间对脉冲星观测数据进行处理。

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