脉冲星试验01星科学试验与成果

doi:10.7527/S1000-6893.2022.26611

Abstract

Abstract:

X-ray pulsar navigation， as a strategic， cutting-edge， and basic technology， has attracted international attention since the birth of the concept. Due to the complexity of the pulsar navigation simulation verification model， it is difficult to verify all key technologies on the ground. Therefore， China launched the XPNAV-1 satellite in 2016 and carried out a series of scientific experiments. This paper systematically summarizes the scientific experiment results of XPNAV-1. The energy response， time response， effective area and background noise of Wolter-I focusing detector are on-orbit measured and calibrated using the measured data of large flow pulsars. Based on the measured data of low flow pulsars， the space environment detection experiment was carried out； the rotation parameters of Crab pulsar with high accuracy are obtained by long-term observation and timing analysis； the pulsar navigation technology is verified by preliminary experiments. Combined with the scientific experiment experience of XPNAV-1， the future development direction is proposed. The experiments have found out the current capability of pulsar navigation technology， and obtained a large amount of independent observation data， accelerating the development of pulsar navigation technology of China.

Key words: XPNAV-1, Crab pulsar, X-ray detector, X-ray pulsar navigation, pulsar glitch

CLC Number:

V474.1

Kun JIANG, Wenhai JIAO, Xiaolong HAO, Ying LIU, Yidi WANG, Xinyuan ZHANG, Ji GUO. Scientific experiments and achievements of XPNAV-1[J]. ACTA AERONAUTICAET ASTRONAUTICA SINICA, 2023, 44(3): 526611-526611.

Figures/Tables 18

Fig.1

Table 1

Fig.2

Table 2

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References 30

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名称	要求
工作能段	0.5~10.0 keV
探测面积	≥30 cm²@1.5 keV
时间分辨率	≤1.5 μs
能量分辨率	≤200 eV@6.4 keV

名称	要求
工作能段/keV	1.0~15.0
探测面积/cm²	2 400
探测灵敏度/（ph·s^-1·cm^-2）	10^-3
时间分辨率/ns	优于100

参数		B2321+585	B0022+638
有效光子个数		108 088	36 720
Si特征峰	Kα理论中心值/keV	1.74	1.74
	Kβ理论中心值/keV	1.83	1.83
	实测中心值/keV	1.785	1.785
	中心值相对偏差/%	0	0
	理论能量分辨率/eV	120	120
	实测能量分辨率/eV	124	127
	能量分辨率相对偏差/%	3.33	5.33

年份	观测轨数	曝光时间/（10³ s）	光子数/10⁴
合计	1 455	4 101	6 084
2016	137	381	491
2017	553	1 530	2 308
2018	516	1 484	2 225
2019	249	705	1 060

参数	测量值
历元（Modified Julian Date，MJD）	57 735.004 617 113 780
F₀/Hz	29.647 216 596 28
F₁/s^-2	-3.689 461 85×10^-10
F₂/s^-3	1.294 9×10^-20

Scientific experiments and achievements of XPNAV-1

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参数	测量值
历元（MJD）	58 011.729 396 056 769
F₀/Hz	29.638 398 922 36
F₁/s^-2	-3.686 602 935×10^-10
F₂/s^-3	6.472 76×10^-21

参数	测量值
历元（MJD）	58 104.006 742 439 567
F₀/Hz	29.635 468 185 37
F₁/s^-2	-3.701 405 72×10^-10
F₂/s^-3	2.82 806 6×10^-19

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