昆明40米天线脉冲星计时研究

脉冲星观测是射电天文的一个重要分支，而脉冲星计时又是脉冲星观测研究的一个重要研究方面。我们利用昆明40米天线以及其配备的VLBI基带记录终端，对数十颗脉冲星进行了试观测和相干消色散的数据处理，获得10颗脉冲星的平均轮廓；通过对轮廓信噪比的计算对观测系统性能作了一定分析；对PSR J0332+5434的16次到达时间作了初步的计时测试。这些结果从一定程度上说明了所用观测方法来脉冲星进行观测的可行性。但目前的实验有两点明显的不足：1）数据处理步骤分散、效率低；2）没有规范化的原始数据与分析后数据的存储系统。.本项目将以这两个问题出发，以能便捷的进行计时实验为目的，在已有硬件基础上建立一个匹配的数据处理与管理系统，用以简化以往的测试，避免多重步骤下的累积误差。同时在项目开展期间进行昆明站脉冲星数据的观测累积。

云南天文台射电天文研究组，自昆明40米天线2008年底首次观测到脉冲星以来，一直在进行脉冲星观测方面的工作。本项目组成员在早期使用用于VLBI观测的基带观测系统进行了脉冲星的观测与数据处理，得到10颗流量较强脉冲星的平均脉冲轮廓，并从积分时间和信噪比的分析，粗略得到了40米天线的脉冲星观测能力。但是采用这样方法观测有非常大的局限性，主要有如下两点：1）数据处理慢，处理周期长——因为基带数据是奈奎斯特采样，数据量大，而数据的消色散处理中主要步骤为FFT，在一般计算机中FFT的运行速度较慢。2）处理后数据格式不是标准格式（PSRFITS），这样，每次观测数据的各项输入参数如起始时间、参考频率、带宽、通道数、每周期所含的采样点数等等都需要手动记录，这给后期的数据分析带来许多不便。.鉴于以上情况，本项目从以下两个方面对40米天线的计时观测进行了改善。1）对消色散程序的改进。项目组通过对消色散原理的深入解读，并结合DSPSR （Digital Pulsar Signal Processing）软件算法与源码，对消色散程序进行了改进，并在后期采用CUDA（Compute Unified Device Architecture）平台，在FFT部分引入GPU运算，使原始数据的处理效率有了很大的提高。2）为消色散后的数据写入头信息以PSRFITS格式输出。以方便后期数据分析。.在计时分析方面，由于PDFB（Pulsar Digital Filter Bank）的引进，大大简化了和规范化了整个脉冲星观测，而且PDFB所得数据质量从各方面均优于由MK5B所得的基带数据，于是项目组在之后的大部分观测与计时分析中均采用了此终端。采用PDFB，至今我们观测到200多颗脉冲星，并对一些相对较强的脉冲星进行了连续的观测和计时分析。.现在，虽然数据在时间的稳定性上存在问题，但昆明40米天线的脉冲星计时观测基本已常规化，而由本项目组开展的对脉冲星数据处理算法和程序的研究为我们研发自己的脉冲星观测终端奠定了良好的基础。