Способ определения всемирного (универсального) времени по импульсам пульсара

Способ определения всемирного (универсального) времени по импульсам пульсара

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Изобретение относится к измерению времени в координатных системах отсчета с использованием шкал и эталонов атомного времени по наблюдениям периодических астрофизических явлений, в частности вращения Земли, импульсного радиоизлучения пульсаров - нейтронных звезд - и обусловленных их вращением.

Уровень техники

В качестве аналога взята наиболее близкая по технико-технологической сущности система всемирного времени, основанная на вращении Земли, суть которой изложена в работе [1].

Всемирное время (UT, Universal Time) связано с суточным вращением Земли и определяется как часовой угол относительно Гринвичского меридиана, регистрируемый в момент пересечения меридиана наблюдаемой звездой по атомным часам в Международной шкале координированного времени (UTC, Coordinated Universal Time). Международное координированное время UTC, по определению, связано с Международной шкалой атомного времени TAI (International Atomic Time), в основу которой положено определение единицы времени - секунды СИ, сопоставленной с высокостабильной частотой излучения атома цезия при резонансном переходе между энергетическими уровнями.

Известно, что неравномерность вращения Земли нарушает равномерность шкалы всемирного времени UT. К неравномерности вращения Земли относят: а) изменение угловой скорости вращения; б) изменение положения оси вращения относительно твердой Земли, называемое движением полюса. За счет изменения угловой скорости вращения в течение одного столетия накопленная неравномерность UT составит около 30 секунд. Вторая составляющая неравномерности вращения Земли вследствие движения полюса во много раз меньше. Движение полюса описывается спиралью с периодом около 1,2 лет, максимальный размер которой не превышает 15 м. Для исключения влияния движения полюса на измерение времени была введена система всемирного времени UT1, которая определяет всемирное время среднего гринвичского меридиана, определяемого средним положением полюса Земли, и отражает действительное вращение Земли.

Таким образом, шкала всемирного времени UT (UT1) по отношению к Международной шкале атомного времени TAI, по которой определена Международная шкала координированного времени UTC, имеет накапливаемую неравномерность, переносимую и на Международную шкалу координированного времени UTC.

С целью поддержания разности шкал в допустимых пределах UT1-UTC ≤ ± 0,9 с с 1 января 1972 г. введено изменение показаний часов, функционирующих в системе UTC, путем прибавления секунды 31 декабря и (или) 30 июня. Дополнительная секунда добавляется примерно раз в полтора года. Это означает, что за полтора года накапливается разница в 1 с между равномерным атомным временем и временем, задаваемым вращением Земли.

Значения UT1-UTC вычисляются по состоянию на полночь по Гринвичскому меридиану (0h UT) и регулярно публикуются Государственной службой времени, частоты и определения параметров вращения Земли в Бюллетене серии Е «Всемирное время и координаты полюса».

Рассмотренный способ измерения всемирного времени UT имеет следующие недостатки.

Первый недостаток существующего способа заключается в том, что поправки всемирного времени определяют по измерениям отклонения продолжительности земных суток, что исключает возможность сопоставления всемирного и атомного времени непосредственно по шкале атомного времени.

Вторым недостатком является то, что всемирное время представлено в виде эпизодических поправок по измерениям неравномерности вращения Земли, отсутствует регулярный континуум интервалов всемирного времени, отсчитываемых по равномерной шкале атомного времени.

Третий недостаток заключается в том, что измерение всемирного времени ограничивается выбранной координатной системой отсчета, центр которой связан с Землей, и не обеспечивается определение всемирного времени в других координатных системах.

Четвертым недостатком является то, что измеренное всемирное время характеризуется значительной вариабельностью результатов, которая обусловлена периодическими и случайными вариациями измеряемой продолжительности земных суток, сопоставимыми или превышающими их систематические (вековые) отклонения.

Известен способ синхронизации атомных часов по наблюдаемым на радиотелескопе импульсам пульсара, основанный на определении последовательности моментов наблюдаемых импульсов пульсара в координатной системе с центром в фазовом центре радиотелескопа по шкале местного времени измерительного эталона радиотелескопа, синхронизированного с Международной шкалой атомного времени, преобразовании их в барицентрические моменты наблюдаемых импульсов в координатной системе с центром в барицентре Солнечной системы [2].

В данном способе совокупность барицентрических моментов импульсов пульсара в пределах протяженности, определяемой установленными датами наблюдений, отсчитывают в виде интервалов от начального импульса пульсара в пределах этой протяженности, по полученным интервалам корректируют наблюдаемые величины периода вращения пульсара и производных таким образом, чтобы вычисленные по ним интервалы совокупности импульсов в пределах протяженности наблюдений имели минимальное значение среднеквадратичной величины вариаций разности наблюдаемых интервалов и вычисленных по скорректированным значениям периода и производных, запоминают вычисленную по скорректированным значениям периода и производных совокупность интервалов наблюдаемых импульсов в пределах протяженности наблюдений, измерительный эталон замещают атомными часами, по ним дополнительно производят накопление периодических сигналов радиоизлучения пульсара, находят новое значение интервала наблюдаемого импульса пульсара относительно начального по атомным часам, определяют разность между значениями интервалов, одно из которых вычислено по скорректированным значениям периода и производных по всей совокупности наблюдаемых интервалов в пределах протяженности наблюдений, а другое измерено по атомным часам, и по этой разности корректируют показание атомных часов.

Недостатком способа является то, что при определении корректирующей разности показаний атомных часов по совокупности интервалов импульсов пульсара, наблюдаемых в неподвижной координатной системе с центром в барицентре Солнечной системы, не учитывается неравномерность вращения Земли. Совокупность барицентрических интервалов, по которой находится корректирующая разность, определяется стабильными параметрами вращения пульсара, не зависящими от неравномерности вращения Земли, которая обнаруживается в движущейся координатной системе с центром в точке наблюдения на Земле.

Цель изобретения - повышение точности измерения, регуляризация отсчитываемых значений всемирного времени, определяемых с учетом неравномерности вращения Земли и отсчитываемым по равномерной шкале атомного времени.

Поставленная задача решается тем, что всемирное время определяют в виде последовательности интервалов, задаваемых параметрами вращения пульсара, которые модифицируют пропорционально измеренной величине продолжительности земных суток и отсчитывают по равномерной шкале атомного времени.

С этой целью определение всемирного (универсального) времени по наблюдаемым на радиотелескопе импульсам пульсара осуществляют с помощью этапов, в соответствии с которыми:

A) производят накопление периодических сигналов импульсного радиоизлучения пульсара на установленную дату наблюдений, по которым определяют момент наблюдаемого импульса пульсара в координатной системе с центром в фазовом центре радиотелескопа по шкале местного времени измерительного эталона радиотелескопа, синхронизированного с Международной шкалой атомного времени,

Б) осуществляют преобразование момента наблюдаемого импульса пульсара в барицентрический момент наблюдаемого импульса в координатной системе с центром в барицентре Солнечной системы,

B) выполняют последовательность наблюдений импульсов пульсара по установленным датам наблюдений, получают совокупность барицентрических моментов импульсов пульсара в пределах протяженности наблюдений, определяемой установленными датами наблюдений,

Г) осуществляют преобразование совокупности барицентрических моментов импульсов пульсара в пределах протяженности, определяемой установленными датами наблюдений, в интервалы, которые отсчитывают от начального импульса пульсара в пределах этой протяженности, по полученным интервалам корректируют наблюдаемые величины периода вращения пульсара и производных таким образом, чтобы вычисленные по ним интервалы совокупности импульсов в пределах протяженности наблюдений имели минимальное значение среднеквадратичной величины вариаций разности наблюдаемых интервалов и вычисленных по скорректированным значениям периода и производных,

Д) запоминают скорректированные значения периода и производных и вычисленную по ним совокупность интервалов наблюдаемых импульсов в пределах протяженности наблюдений, измеряют продолжительность земных суток на дату наблюдения импульса пульсара.

При этом дополнительно вычисляют относительное отклонение продолжительности земных суток от их продолжительности на дату наблюдения начального импульса пульсара, каждый измеренный барицентрический интервал модифицируют пропорционально отношению продолжительности земных суток на дату наблюдения к продолжительности земных суток на дату наблюдения начального импульса пульсара.

По совокупности модифицированных барицентрических интервалов, отсчитываемых от выбранного начального импульса, корректируют наблюдаемые величины периода вращения пульсара и производных. Далее запоминают скорректированные значения периода и производных, вычисленные по ним интервалы наблюдаемых импульсов в пределах всей протяженности наблюдений и значения продолжительности земных суток по нарастающей совокупности наблюдаемых барицентрических интервалов, а измеренные моменты импульсов пульсара, наблюдаемых в координатной системе с центром в фазовом центре радиотелескопа, определяемой установленными датами наблюдений, отсчитывают в виде интервалов от выбранного начального импульса пульсара.

По полученным данным корректируют значения периода вращения пульсара и его производных, по которым вычисляют интервалы импульсов пульсара в пределах протяженности наблюдений. Скорректированные значения периода вращения пульсара и производных и вычисленные по ним интервалы импульсов в пределах всей протяженности наблюдений запоминают. Каждый вычисленный интервал модифицируют пропорционально отношению продолжительности земных суток, измеренной на дату наблюдения к продолжительности земных суток, измеренной на дату наблюдения начального импульса пульсара. Наблюдения импульсов пульсара повторяют с регулярностью измерений продолжительности земных суток.

По модифицированным интервалам корректируют значения периода вращения пульсара и его производных, по которым вычисляют интервалы всемирного времени, запоминают скорректированные значения периода и производных, вычисленные по ним интервалы наблюдаемых импульсов в пределах всей протяженности наблюдений и значения относительной величины земных суток по нарастающей совокупности наблюдаемых интервалов.

Далее по совокупностям модифицированных и немодифицированных интервалов, вычисленных по скорректированным значениям периода вращения пульсара и его производных, определяют разность интервалов в барицентрической системе отсчета и в системе с центром в фазовом центре радиотелескопа и по этой разности определяют всемирное время путем корректировки на величину этой разности показаний атомных часов.

При этом интервалы от выбранного начального импульса пульсара выбирают в диапазоне от нескольких часов до нескольких лет по нарастающей совокупности измерений моментов наблюдаемых импульсов пульсара с шагом между измерениями в пределах от суток до нескольких суток.

Следующим аспектом изобретения является то, что продолжительность земных суток определяют методом лазерных светодальномерных наблюдений ИСЗ (SLR -Satellite Laser Ranging), или радиотехническими наблюдениями ИСЗ навигационной системой GPS, или методом радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (РСДБ), или их комбинацией, а диапазон отклонений продолжительности земных суток от принятой расчетной величины 86400 с, измеренных на протяженности наблюдений 1980-2000 гг., составляет приблизительно от 0 до 4 мс [1].

Следующим аспектом изобретения является то, что продолжительность земных суток определяется каждые сутки по состоянию на 0h UT методом лазерных наблюдений ИСЗ, по состоянию на 12h UT с помощью навигационной системы GPS и в среднем один раз в сутки (имеются даты с пропуском наблюдений, есть и двух-, реже трехкратные наблюдения на одну дату) методом РСДБ с указанием MJD даты наблюдения с точностью 0,01 с. Погрешность определения продолжительности земных суток составляет 20-30 мкс. Вариации измеренных значений продолжительности земных суток того же порядка, что и измеренные отклонения, которые составляют приблизительно 3-4 мс.

Следующим аспектом изобретения является то, что протяженность наблюдений выбирают от нескольких суток до нескольких лет и более, при этом даты наблюдения импульсов пульсара и измерения продолжительности земных суток выбирают либо совпадающими, либо различающимися на целое число суток, либо, если эти условия не выполняются, приводят к ним, например, методом интерполяции измеренных величин продолжительности земных суток.

Следующим аспектом изобретения является то, что протяженность наблюдений отсчитывают от выбранного начального импульса пульсара до последнего наблюдаемого импульса пульсара и вычисляют всю совокупность интервалов, содержащуюся в границах протяженности наблюдений, по скорректированным значениям периода и производных. При этом погрешность измерения интервалов импульсов пульсара составляет 50-100 нс в границах протяженности наблюдений.

Следующим аспектом изобретения является то, что интервалы импульсов пульсара модифицируют пропорционально отношению продолжительности земных суток на дату наблюдения, которую измеряют с погрешностью 20-30 мкс, к продолжительности земных суток на дату наблюдения начального импульса пульсара, по ним корректируют наблюдаемые величины периода вращения пульсара и производных в пределах протяженности наблюдений и вычисляют по ним интервалы импульсов пульсара, погрешность которых составляет 50-100 нс в пределах этой протяженности.

Следующим аспектом изобретения является то, что измеренные в координатной системе с началом в фазовом центре радиотелескопа моменты пересчитывают в координатную систему с началом в барицентре Солнечной системы, преобразуют их в интервалы, которые отсчитывают от момента начального импульса, корректируют параметры вращения, по ним вычисляют барицентрические интервалы, которые пересчитывают в координатную систему отсчета с началом в фазовом центре радиотелескопа.

Перечень чертежей

Фиг.1 показан профиль импульса пульсара В 1937+21 (J1939+2134) после накопления.

Фиг.2 приведены отклонения относительной величины скорректированного периода вращения пульсара отклонения и барицентрических интервалов, где

2а) отклонения относительной величины скорректированного периода вращения,

2б) отклонение барицентрических интервалов импульсов пульсара.

Фиг.3 приведена изменяющаяся во времени разность интервалов, наблюдаемых в барицентре Солнечной системы и фазовом центре радиотелескопа в пределах приблизительно 8-летней протяженности, с выраженным годовым циклом этих изменений.

Фиг.4 показаны отклонения немодифицированных интервалов, вычисленных по скорректированным параметрам вращения пульсара в барицентре Солнечной системы (график ТВ) и фазовом центре радиотелескопа (график ТТ). Примечание. Значения скорректированных параметров вращения пульсара в барицентре Солнечной системы и фазовом центре радиотелескопа совпадают.

Фиг.5 показаны имитированные значения разности модифицированных и немодифицированных интервалов по скорректированным параметрам вращения пульсара, наблюдаемых в барицентре Солнечной системы (график ТВ) и в фазовом центре радиотелескопа (график ТТ). Примечание. Различие графиков на Фиг.5 намного, приблизительно на 5 порядков, меньше абсолютной величины разности модифицированных и немодифицированных интервалов, которая определяется неравномерностью вращения Земли. Поэтому графики разности модифицированных и немодифицированных интервалов в барицентре Солнечной системы и фазовом центре радиотелескопа на Фиг.5 практически неотличимы.

Термины и сокращения

Шкала времени - непрерывная последовательность интервалов времени определенной длительности, отсчитываемая от начального момента [8].

Атомное время - время по шкале, в которой единица времени равна секунде Международной системы единиц [8].

Секунда - промежуток времени, состоящий из 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия 133 [4].

Международная шкала атомного времени TAI - шкала атомного времени, рассчитываемая Международным бюро мер и весов [8].

Международная шкала координированного времени UTC - шкала времени, рассчитываемая так, что смещение относительно Международной шкалы атомного времени составляет целое число секунд, а относительно шкалы всемирного времени не превышает 0,9 с [8].

Всемирное время - общее значение шкал времени, основанных на вращении Земли вокруг своей оси [8].

Измерение интервала времени - экспериментальное определение длительности измеряемого интервала времени в принятых единицах величин [8].

Модифицированный интервал времени - измеренный интервал, измененный пропорционально некоторой установленной величине.

Вторичный эталон единиц времени и (или) частоты - средство измерений, предназначенное для хранения и передачи единиц времени и (или) частоты и шкал времени с точностью, наивысшей для конкретного региона или отрасли. Размеры единиц времени и (или) частоты, хранимые вторичными эталонами, определяются стандартизованными методами сличений с государственным эталоном [8].

Часы - устройство для измерения и показа времени [8].

Поправка часов - значение интервала времени, которое прибавляют к показаниям часов, чтобы получить действительное время в данной шкале.

Юлианская дата - форма записи по шкале времени, ведущей отсчет в сутках от начального момента, соответствующего 12 h 1 января 4713 г. до новой эры по Юлианскому календарю. Модифицированная Юлианская дата равна Юлианской дате минус 2400000,5 сут [8].

Модифицированная Юлианская дата наблюдения: десятичное число, у которого целая часть определяет MJD (в сутках), и десятичная дробь, определяющая часть суток (продолжительностью суток считают 86400 с) на дату наблюдения, измеряемая от их начала до наблюдаемого события. Например: MJD=46053,7825072939094 соответствует календарной дате 19.12.1984 г. с моментом события 86400 с·0,7825072939094=67608,63019377 с от начала суток на эту дату.

Протяженность наблюдений - интервал времени между начальным и последним наблюдаемыми событиями в данном ряду (последовательности) событий.

Шкала местного времени - шкала времени, отсчитываемая по измерительному эталону на радиотелескопе.

Хронометрирование пульсаров - измерение времени прихода импульсов пульсара в некоторой координатной системе отсчета.

Параметры вращения пульсара - период (или частота) и их производные.

МПИ пульсара - момент прихода импульса пульсара: числовое значение момента события (эпохи) в какой-либо шкале времени.

Барицентрический МПИ пульсара - пересчитанный с помощью эфемерид в барицентр Солнечной системы МПИ пульсара, измеренного по наблюдениям в фазовом центре радиотелескопа [3].

ИСЗ - искусственный спутник Земли.

12h UT - 12 часов по всемирному времени.

ТВ - барицентрический интервал пульсарного времени.

ТТ - интервал пульсарного времени в фазовом центре радиотелескопа.

Описание изобретения

В соответствии с предлагаемым способом определение всемирного (универсального) времени по наблюдаемым на радиотелескопе импульсам пульсара осуществляют с помощью этапов, при которых:

A) проводят накопление периодических сигналов импульсного радиоизлучения пульсара на установленную дату наблюдений, по которым определяют момент наблюдаемого импульса пульсара в координатной системе с центром в фазовом центре радиотелескопа по шкале местного времени измерительного эталона радиотелескопа, синхронизированного со шкалой Международного атомного времени с учетом орбитального движения и суточного вращения Земли,

Б) осуществляют преобразование момента наблюдаемого импульса пульсара в барицентрический момент наблюдаемого импульса в координатной системе с центром в барицентре Солнечной системы,

B) последовательно осуществляют наблюдение импульсов пульсара по установленным датам наблюдений, получают совокупность барицентрических моментов импульсов пульсара в пределах протяженности наблюдений, определяемой установленными датами наблюдений,

Г) проводят обработку всей совокупности барицентрических моментов импульсов пульсара в пределах протяженности, определяемой установленными датами наблюдений, отсчитывают в виде интервалов от начального импульса пульсара в пределах этой протяженности, по полученным интервалам корректируют наблюдаемые величины периода вращения пульсара и производных таким образом, чтобы вычисленные по ним интервалы совокупности импульсов в пределах протяженности наблюдений имели минимальное значение среднеквадратичной величины вариаций разности наблюдаемых интервалов и вычисленных по скорректированным значениям периода и производных,

Д) запоминают скорректированные значения периода и производных и вычисленную по ним совокупность интервалов наблюдаемых импульсов в пределах протяженности наблюдений, измеряют продолжительность земных суток на дату наблюдения импульса пульсара.

Моменты прихода импульсов (МПИ) пульсара измеряются в системе координат с центром в фазовом центре радиотелескопа. Полученные значения МПИ с привязкой к фазовому центру радиотелескопа могут быть трансформированы в любую точку пространства путем их преобразования с помощью численных моделей в другую координатную систему в 4-мерном пространстве-времени. В качестве такой точки обычно выбирают центр масс (барицентр) Солнечной системы - ее неподвижную точку, в которой моменты прихода импульсов определяются только параметрами вращения пульсара и в отличие от результатов измерений МПИ непосредственно на радиотелескопе оказываются независимыми от учтенного эфемеридами движения небесных тел в Солнечной системе, включая вращение (без учета неравномерности) и орбитальное движение Земли.

При выборе начала координат в центре масс Солнечной системы барицентрический момент t_n наблюдаемого импульса с номером N определяется полиномом [3]:

где t₀ - начальный момент измерения,

P₀, - период вращения пульсара в начальный момент и его производная,

R_appr - погрешность аппроксимации из-за конечного числа членов полинома.

Физические параметры пульсаров [7]

Период вращения: от нескольких миллисекунд (самый короткий период из известных у пульсара В1937+21, составляет около 1,56 с) до нескольких секунд (около 4,3 с у пульсара В1845-19);

Производная периода: от 1,78×10^-20 с/с (пульсар В1855+09) до 1,2×10^-11 с/с (J0437-47); Вторая производная периода: в каталогах имеются сведения лишь для некоторых пульсаров. Влияние второй производной на измеряемые моменты импульсов пульсара их из-за их малости незначительно по сравнению с погрешностью измерений. Для взятого здесь в качестве примера пульсара В1937+21 составляет 3,7×10^-32 c^-1;

Плотность потока излучения пульсаров на частотах 400 МГц (S400) и 1400 МГц (S1400) находится в диапазоне от нескольких тысячных долей до нескольких единиц Янски (Jy).

Для пульсара В1937+21: S400=240 mJy, S1400=16 mJy;

Ширина среднего профиля излучения импульса пульсара составляет от 0,1 до 0,5 или более от длительности периода вращения. Профиль излучения может быть двухкомпонентным, как у пульсара В1937+21;

Отношение сигнал/шум пульсара на входе усилителя радиотелескопа зависит от плотности потока излучения и находится в пределах от 10^-1 до 10^-3 и даже меньше для слабых пульсаров.

В выражении (1) учтена только первая производная периода вращения пульсара, что достаточно с учетом реально достижимой точности хронометрирования. Величина среднеквадратичной ошибки определения моментов импульсов составляет обычно 50-100 нс, и в эти же пределы укладывается погрешность аппроксимации на протяженности наблюдений в несколько лет, если учитывается только первая производная. Привлечение производных второго порядка может потребоваться с повышением точности определения моментов импульсов при протяженности наблюдений порядка десятков лет. Ввиду чрезвычайной малости и высокой стабильности абсолютных величин производных (например, для пульсара PSR В1937+21 первая производная с/с, а вторая производная составляет с^-1) погрешность аппроксимации достигнет величины, сопоставимой с периодом вращения пульсара (1,56 мс) на протяженности наблюдений только приблизительно через 10⁴ лет, если в полиноме (1) учитывать только период и первую производную.

По известным, например, ранее полученным из наблюдений значениям периода вращения пульсара P₀ и производной определяют барицентрический момент наблюдаемого импульса пульсара с номером N с погрешностью аппроксимации R_appr.

Если барицентрические моменты t_n отсчитывать от некоторого импульса, выбранного в качестве начального, то выражение (1) с учетом того, что величина t₀ обращается в нуль, определяет интервалы между наблюдаемыми импульсами, отсчитываемыми от выбранного начального:

Это выражение с известной погрешностью определяет интервалы наблюдаемых импульсов в пределах всей протяженности наблюдений, составляющей, как правило, не менее нескольких лет.

Радиотелескоп наводят на пульсар - вращающуюся нейтронную звезду - и осуществляют прием и регистрацию его радиоизлучения в виде периодической последовательности импульсов [2]. Прием и регистрация радиоизлучения пульсара осуществляют в процессе наблюдений пульсара по заранее установленным датам, которые определяют год, месяц, число и время начала наблюдений. Промежуток времени между датами наблюдений устанавливают, в зависимости от требуемой точности аппроксимации наблюдаемых интервалов импульсов пульсара, в пределах от нескольких часов до нескольких недель. Поскольку уровень принимаемого сигнала пульсара во много раз меньше уровня шумов, то для регистрации импульсов пульсара используют накопление слабых периодических сигналов с помощью синхронного накопителя. Запуск накопителя синхронизируют по ранее полученным из наблюдений значениям периода вращения пульсара и его производных, которые определены для барицентра Солнечной системы на фиксированную эпоху наблюдения. Осуществляют последовательность запусков накопителя с постоянным периодом до достижения установленного числа накапливаемых импульсов, которое определяют таким образом, чтобы смещение накопленного импульса из-за изменения наблюдаемого периода вращения пульсара на радиотелескопе на протяжении этой последовательности запусков накопителя с учетом его производной не превосходило допустимую величину. Если по достижении установленного числа накапливаемых импульсов уровень накопленного импульса еще не достиг достаточной величины, устанавливают новое значение периода, продолжают накопление, и так продолжают до тех пор, пока отношение уровня накопленного импульса не достигнет значения, достаточного для надежного выделения профиля импульса, по которому измеряют момент импульса относительно момента запуска синхронного накопителя.

Моменты импульсов пульсара и моменты запуска синхронного накопителя отсчитывают по измерительному атомному эталону, входящему в состав инструментальных средств радиотелескопа, который синхронизирован с Госэталоном времени и частоты путем сличений времени несколько раз в сутки и внесением соответствующих поправок времени измерительного эталона по уточняющим показаниям Госэталона. Госэталон, в свою очередь, синхронизируется с Международной шкалой атомного времени.

Накопление импульса занимает время от нескольких минут до нескольких часов, в зависимости от плотности потока излучения пульсара и чувствительности радиотелескопа. За это время радиотелескоп принимает от нескольких тысяч до нескольких десятков или даже сотен тысяч импульсов пульсара. Выделенный в результате накопления профиль импульса в равной степени может быть сопоставлен с любым из принятых за время накопления импульсов. При этом разница в численных значениях моментов составляет целое число периодов, которые разделяют моменты запуска накопителя.

Измеренный в фазовом центре радиотелескопа момент прихода импульса пульсара пересчитывают на основе эфемерид в барицентрический момент импульса, отсчитываемый в координатной системе с центром в барицентре Солнечной системы.

Описанный процесс накопления сигналов радиоизлучения пульсаров, определения момента импульса, наблюдаемого в фазовом центре радиотелескопа, преобразования его в барицентрический момент повторяют по установленным датам наблюдений, получают совокупность барицентрических моментов импульсов пульсара в пределах протяженности наблюдений, определяемой установленными датами наблюдений.

Всю совокупность барицентрических моментов импульсов пульсара в пределах протяженности наблюдений, которая определяется установленными датами наблюдений, отсчитывают относительно начального импульса этой протяженности в виде наблюдаемых интервалов. По наблюдаемым интервалам корректируют ранее полученные из предыдущих наблюдений барицентрические значения периода вращения пульсара P₀ и производной и таким образом определяют наблюдаемые параметры вращения пульсара , . По скорректированным параметрам вращения пульсара определяют интервалы импульсов относительно начального в пределах всей протяженности:

где TB_i - барицентрический интервал наблюдаемого импульса, отсчитываемый относительно начального импульса,

N_B - число излучаемых импульсов в пределах i-го наблюдаемого интервала в барицентрической системе отсчета,

i - порядковый номер наблюдаемого интервала на установленную дату в пределах протяженности наблюдений.

Согласно выражению (3) корректируют учитываемые величины периода и производной первого порядка, что достаточно для рассматриваемой протяженности наблюдений в несколько лет. В случае наблюдений большей протяженности (несколько десятков лет) может потребоваться учитывать и соответственно корректировать также производную второго порядка. Число корректируемых производных периода выбирают по величине допустимых вариаций интервалов, вычисленных по скорректированным значениям периода и производных, с тем чтобы вариации интервалов при изменении протяженности наблюдений не превосходили достижимую погрешность измерения интервалов. Число корректируемых производных сохраняют неизменным в пределах протяженности наблюдений.

Величины наблюдаемых параметров вращения пульсара , определяют коррекцией параметров таким образом, чтобы вычисленные по ним интервалы в пределах всей протяженности наблюдений имели минимальное значение среднеквадратичной величины разности наблюдаемых интервалов TB_i и вычисленных по скорректированным значениям периода и производной по всем наблюдаемым моментам протяженности.

В результате этой коррекции определяют численные величины параметров вращения пульсара запоминают вычисленные по скорректированным значениям периода и производных барицентрические интервалы наблюдаемых импульсов в пределах всей протяженности. Коррекцию параметров вращения пульсаров выполняют каждый раз после измерения очередного интервала в результате наблюдения очередного импульса на установленную дату наблюдений.

В предлагаемом способе указанные выше недостатки существующего способа предлагается устранить путем внедрения дополнительных и изменения существующих технологических операций, в соответствии с которыми:

1. Берут измеренную продолжительность земных суток на дату наблюдения импульса пульсара, вычисляют относительное отклонение земных суток от их продолжительности, измеренной на дату наблюдения начального импульса пульсара.

Определяют продолжительность земных суток с учетом неравномерности вращения Земли:

где ΔLOD_i - отклонение земных суток от их продолжительности на дату наблюдения начального импульса пульсара LOD₀:ΔLOD_i=LOD_i-LOD₀

- относительное отклонение земных суток на дату наблюдения.

Вычисленные барицентрические интервалы наблюдаемых импульсов модифицируют пропорционально величине (1+δ_i) - вычисленному в соответствии с (4) относительному значению продолжительности земных суток с учетом неравномерности вращения Земли. По совокупности модифицированных интервалов корректируют барицентрические значения периода вращения пульсара и производной таким образом, чтобы вычисленные по ним интервалы в пределах всей протяженности наблюдений в соответствии с (3) имели минимальное значение среднеквадратичной величины разности наблюдаемых интервалов TB_i и вычисленных по скорректированным значениям периода и производной с учетом неравномерности вращения Земли:

Тем самым определяют наблюдаемые параметры вращения пульсара и и вычисленные по ним наблюдаемые интервалы с учетом неравномерности вращения Земли, величина которой учитывается коэффициентом (1+δ_i) по всем наблюдаемым интервалам в пределах протяженности.

Коррекцию параметров вращения пульсаров выполняют каждый раз после измерения очередного интервала в результате наблюдения очередного импульса на установленную дату наблюдений. В результате этой коррекции определяют численные величины параметров вращения пульсара и запоминают вычисленные по скорректированным значениям периода и производных интервалы наблюдаемых импульсов в пределах всей протяженности и значения коэффициентов (1+δ_i) в выражении (5) по нарастающей совокупности барицентрических интервалов.

2. Измеренные моменты импульсов пульсара, наблюдаемых в координатной системе с центром в фазовом центре радиотелескопа, отсчитывают в