作者：徐大成 工程物理系 张羽翀 物理系 吕硕圣 工程物理系 章舟宇 工程物理系

指导老师：仓基荣 天文系

关键词：伽玛射线暴、立方星、在轨仿真、多星组网、定位算法

摘要

“天格计划”的数据分析中，伽玛暴定位算法的研发至关重要。我们首先使用时间延迟方法，对探测器间的光子到达时间差进行统计推断，之后采用MCMC方法对赤经赤纬空间进行抽样。定位精度可达约100平方度（1σ）。

项目背景

引力波的发现打开了新的天文学窗口，对引力波暴发电磁对应体的观测，可推动引力波天文学的发展、加深对致密天体及高能物理过程的理解，是目前天文观测领域最热门的方向之一。

伽玛射线暴（Gamma Ray Burst, GRB）是来自天空中某一方向的伽玛射线强度在短时间内突然增强随后减弱的现象。中子星并合引起的引力波暴电磁对应体即为伽玛射线暴短暴。天格计划（Gamma Ray Integrated Detectors，或GRID），即空间分布式伽玛射线暴探测网，是利用立方星搭载的、覆盖全天的伽玛射线暴探测网络。

项目内容

本项目主要围绕“天格计划”开展科学数据分析工作。首先对对天格1号星（2018年10月29日发射）开展在轨标定实验，以验证一号星的硬件技术方案。其次，项目尝试利用Fermi卫星的触发事例进行实现多星组网观测。再次，项目基于对天格探测器的蒙特卡洛模拟结果，对多星组网探测器及相关天体进行在轨仿真和模拟。之后，基于1号星的在轨观测数据和多星组网的在轨仿真数据，开展伽马暴的定位算法研究。

定位算法

在定位算法中，我们首先对多星组网探测器之间的时间延迟进行统计推断，利用时间延迟结果对赤经（Ra）-赤纬（Dec）空间构建概率密度函数，之后使用MCMC方法中的Metropolis–Hastings算法在赤经赤纬空间中进行采样，最后对采样结果进行统计分析，得出最佳定位以及定位精度的估计。

图片格式：

图1 定位结果，4颗探测器，定位精度大约100平方度