连续引力波搜索中的降阶建模——I. 太阳系质心化时间延迟

地球束缚观测者测得的太阳系外源发射的频率与相位，会因观测者相对于源的运动以及相对论效应而发生调制。这些调制关键取决于源在天球上的位置。为了在长期观测中相干地追踪源的相位，例如脉冲星计时或连续引力波搜索，需要对调制有精确的认识。这些调制可建模为依赖于天球位置和时间的时间延迟，其将观测者处的到达时间转换到源的惯性系（通常可为太阳系质心）。我们研究了利用降阶建模来加速任意天球位置处该时间延迟的计算。我们发现时间延迟模型可分解为仅四个基向量，利用这些基向量可将任意天球位置处的延迟重建至亚纳秒精度。与引力波搜索中标准的时间延迟计算例程相比，使用降阶基可带来 30 倍的加速。我们还研究了双星系统中各源时间延迟的组成部分。假设偏心率 $< 0.25$，我们可将延迟重建至数百纳秒以内，最佳情况加速因子为 10，或在对不同轨道周期或时间戳插值基时加速因子为 2。在针对具有天球位置不确定度或双星参数不确定度的源进行的长时段相位相干搜索中，这些加速可在不带来大量额外计算负担的情况下扩大其搜索范围。