作者：徐大成 工程物理系 張羽翀 物理系 呂碩圣 工程物理系 章舟宇 工程物理系
指導(dǎo)老師：倉基榮 天文系
關(guān)鍵詞：伽瑪射線暴、立方星、在軌仿真、多星組網(wǎng)、定位算法
摘要
“天格計(jì)劃”的數(shù)據(jù)分析中，伽瑪暴定位算法的研發(fā)至關(guān)重要。我們首先使用時(shí)間延遲方法，對(duì)探測器間的光子到達(dá)時(shí)間差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)推斷，之后采用MCMC方法對(duì)赤經(jīng)赤緯空間進(jìn)行抽樣。定位精度可達(dá)約100平方度（1σ）。
項(xiàng)目背景
引力波的發(fā)現(xiàn)打開了新的天文學(xué)窗口，對(duì)引力波暴發(fā)電磁對(duì)應(yīng)體的觀測，可推動(dòng)引力波天文學(xué)的發(fā)展、加深對(duì)致密天體及高能物理過程的理解，是目前天文觀測領(lǐng)域最熱門的方向之一。
伽瑪射線暴（Gamma Ray Burst, GRB）是來自天空中某一方向的伽瑪射線強(qiáng)度在短時(shí)間內(nèi)突然增強(qiáng)隨后減弱的現(xiàn)象。中子星并合引起的引力波暴電磁對(duì)應(yīng)體即為伽瑪射線暴短暴。天格計(jì)劃（Gamma Ray Integrated Detectors，或GRID），即空間分布式伽瑪射線暴探測網(wǎng)，是利用立方星搭載的、覆蓋全天的伽瑪射線暴探測網(wǎng)絡(luò)。
項(xiàng)目內(nèi)容
本項(xiàng)目主要圍繞“天格計(jì)劃”開展科學(xué)數(shù)據(jù)分析工作。首先對(duì)對(duì)天格1號(hào)星（2018年10月29日發(fā)射）開展在軌標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證一號(hào)星的硬件技術(shù)方案。其次，項(xiàng)目嘗試?yán)肍ermi衛(wèi)星的觸發(fā)事例進(jìn)行實(shí)現(xiàn)多星組網(wǎng)觀測。再次，項(xiàng)目基于對(duì)天格探測器的蒙特卡洛模擬結(jié)果，對(duì)多星組網(wǎng)探測器及相關(guān)天體進(jìn)行在軌仿真和模擬。之后，基于1號(hào)星的在軌觀測數(shù)據(jù)和多星組網(wǎng)的在軌仿真數(shù)據(jù)，開展伽馬暴的定位算法研究。
定位算法
在定位算法中，我們首先對(duì)多星組網(wǎng)探測器之間的時(shí)間延遲進(jìn)行統(tǒng)計(jì)推斷，利用時(shí)間延遲結(jié)果對(duì)赤經(jīng)（Ra）-赤緯（Dec）空間構(gòu)建概率密度函數(shù)，之后使用MCMC方法中的Metropolis–Hastings算法在赤經(jīng)赤緯空間中進(jìn)行采樣，最后對(duì)采樣結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出最佳定位以及定位精度的估計(jì)。
圖片格式：
圖1 定位結(jié)果，4顆探測器，定位精度大約100平方度
