楊廷高中科院國家授時中心

楊廷高中科院國家授時中心脈沖星時間標準及應用研究進展恭賀王先生九十華誕！1“毫秒脈沖星以其極其穩(wěn)定的脈沖周期（包含極其穩(wěn)定的周期變化率改正）可望用于監(jiān)測(和改正）原子時的長期穩(wěn)定度（一個時間基準的長期穩(wěn)定度是它作為基準的基本特征）?！薄斑M行毫秒脈沖星脈沖到達時刻的常規(guī)、持續(xù)、系統(tǒng)的多星測量相當于產(chǎn)生一種脈沖星時。當前，建立和不斷改善脈沖星鐘的努力正處在一個學科交叉點上：（1）時間計量學前沿上的交叉：引進脈沖星時，以達到與原子時同時發(fā)展、交叉比對的新格局。”早在1997年王先生已有這種思想，并提出建立50米射電望遠鏡，在國家授時中心開展脈沖星時觀測和研究工作。王先生在“2000年哈納斯脈沖星觀測與研究”會議文集的序中寫到：2脈沖星時間標準研究進展34

90年代后期開始脈沖星計時陣觀測脈沖星計時陣：對選定的一組脈沖星按照既定觀測程序進行長期計時觀測計時陣觀測方案根據(jù)科學目標設計脈沖星計時陣是建立脈沖星時間標準和脈沖星時空參考架的有效觀測方法觀測目標包括導航用脈沖星和毫秒脈沖星導航脈沖星：建立并保持脈沖星時空參考架毫秒脈沖星：建立并保持脈沖星時間標準觀測方案：觀測波段、積分時間、觀測周期應考慮兩個以上波段的同時觀測等6目前國際上的脈沖星計時陣項目

EuropeanPulsarTimingArray(EPTA)RadiotelescopesatWesterbork,Effelsberg,Nancay,JodrellBank,(Cagliari)Normallyusedseparately,butcanbecombinedformoresensitivityHigh-qualitydata(rmsresidual<2.5ms)for9millisecondpulsars

NorthAmericanpulsartimingarray(NANOGrav)DatafromAreciboandGreenBankTelescopeHigh-qualitydatafor17millisecondpulsars

ParkesPulsarTimingArray(PPTA)DatafromParkes64mradiotelescopeinAustraliaHigh-qualitydatafor20millisecondpulsars三者共觀測40顆毫秒脈沖星，其中30顆TOA精度好于1us7PPTA脈沖星時觀測研究成果：910PPTA脈沖星時觀測研究成果：11TT(BIPM11)-TAI從1994至2011年TAI漂移達到5us上圖：TT(BIPM11)與TAI差異下圖：擬合并消除二次多項式后的結(jié)果12PPTA脈沖星時研究成果：PPTA11-TAI和TT(BIPM2011)-TAI13初步結(jié)論：脈沖星計時陣觀測能夠檢測到原子時TAI的系統(tǒng)誤差，得到的脈沖星時系統(tǒng)精度可與TT(BIPM2010)相比；多個脈沖星計時陣的綜合可獲得更高精度的脈沖星時系統(tǒng)（共約40顆毫秒脈沖星，30顆精度好于1us)；未來大設備（FAST、SKA等）觀測精度進一步提高，能觀測的毫秒脈沖星數(shù)量大大增加（幾百顆）；應用脈沖星能夠?qū)崿F(xiàn)各類空間飛行器自主導航，更適用于深空探測飛行器自主導航應用。2012年在北京舉行的IAU大會，DIVISION1決定并建立“PulsarTimeScale”工作組，開展脈沖星時應用研究。14利用X射線脈沖星脈沖到達航天器時間TOA觀測確定航天器相對太陽系質(zhì)心