脉冲星作为探测地球运动的天体信标

为了展示最近提出的、基于使用来自无穷远源的脉冲信号的相对论定位方法的原理可行性，我们给出了一个应用示例，在遥远脉冲星的参考系中重建了理想化地球的世界线。该方法考虑了由每个源的脉冲周期和传播方向余弦构建的零四矢量。从一个简化问题（静止接收器）开始，我们能够校准我们的程序，揭示了接收器测量的脉冲到达时间的不确定性以及数据数值处理的影响。最相关的参数被证明是接收器所用时钟的精度。实际上，模拟中使用的不确定性结合了时钟的精度和源的波动。作为一个启发性的例子，该方法随后被应用于一个理想观测者的情况，该观测者作为地球表面上的一个点运动。输入数据是来自四颗脉冲星在澳大利亚帕克斯射电望远镜位置的模拟到达时间。我们做了一些实质性的简化，既排除了由于行星实际尺寸导致的可见性问题，也排除了源的行为问题。将该方法粗略应用于三天的运行，得到了一个精度较差但正确的结果。如果假设有连续的数据集，精度可提高到几百米的量级。该方法实际上可用于太阳系内的导航，并且可以基于人造源而非脉冲星。该方法的可行性已得到确认，其附加价值在于自给自足性，即不依赖于其他操作者的任何控制。