深空探测天线阵大气相位扰动修正方法综述

大气相位扰动的实时修正,是深空探测天线阵微弱信号合成的关键技术。首先研究了造成大气相位扰动的原理及特点,对比分析了电离层和对流层对信号合成时的相位扰动影响。总结了国内外对流层延迟模型的研究现状,并对其应用于相位扰动实时修正中的不足进行了分析。阐述了深空探测与射电天文天线阵修正方法的异同,针对几种基于实测的深空阵大气相位扰动修正技术进行了对比研究。最后总结常用修正技术的不足,提出结合多种测量方法的综合修正技术,展望了高频段信号相位延迟的研究。     

导航战背景下的天文导航技术—天文导航技术的历史、现状及其发展趋势

综述近30年来我国内外天文导航技术及其相关理论和方法的进展，介绍世界各军事大国对天文导航的认识，并就天文导航在导航战背景下的显著优势进行论述。包括下列主要内容：（1）天文导航设备的历史和现状；（2）天文导航理论的新成果；（3）各军事大国对天文导航的态势；（4）天文导航的优势性；（5）天文导航自动化的主要关键技术，（6）天文导航自动化技术的发展趋势。     

表层穿透雷达在月球和深空探测中的应用

对月球以及更远天体或者空间环境的探测是人类航天活动的重要方向。开展月球和深空探测有利于研究太阳系起源、演化与现状,以及生命起源与演变等重大科学问题,有利于催生基础性、前瞻性的学科与技术。相比光学探测方法,雷达具有强穿透性、极化特性以及不受光照限制等优势,是探测天体特性的有效手段之一,在月球和深空探测中发挥了重要作用。电磁波能够穿透几米到几千米的次表层,可用于探测月球和深空目标的表层介电常数、次表层结构、电离层及水冰等。按照探测方式的不同,表层穿透雷达探测主要包括地基雷达、环绕器雷达及巡视器雷达3种方式。针对不同的科学目标,不同的探测方式具有各自的优势和不足。回顾了表层穿透雷达在月球、火星以及小行星等探测中的科学应用,总结了已经投入使用以及计划中的各种雷达科学载荷的探测任务、参数设计、工作原理和探测结果,展望了在未来利用表层穿透雷达进行月球和深空探测的发展趋势。     

谈月球探测

适时开展以月球探测为主的深空探测,是我国航天活动的必然选择,也是我国航天事业持续发展,有所作为、有所创新的重大举措。月球探测将成为我国空间科学和技术发展的第三个里程碑。     

VLBI软件件相关处理机现状和发展趋势

相关处理机是VLBI数据处理系统的核心设备。基于计算机集群和高性能并行计算技术研发的软件相关处理机,正逐渐成为VLBI海量观测数据处理的主流,并以其灵活性、扩展性、易用性等特点,在天文、测地和深空探测领域中获得广泛应用。梳理了国内外主流VLBI软件相关处理机系统发展历史和技术架构,并做归纳比较,最后分析未来的应用需求及发展趋势。     

基于深空探测器下行信号的太阳风观测及通信链路的影响综述

在上合期间,日冕和太阳风严重影响深空通信链路。论述了非均匀太阳风对深空通信的影响,综述了基于深空探测器下行信号的太阳风观测,以及通过反演技术进行太阳风和日冕特性研究的国内外进展。以我国的深空探测为背景,提出一套基于探测器下行信号的太阳风观测方案,并可利用现有探测器进行预先观测研究。在我国深空探测任务开始后,在数据通信和测轨的同时,进行全过程的观测实验。     

地球定向参数高精度预报方法研究

<正>地球自转表征了固体地球与大气、海洋、地幔和地核在各种时空尺度上的耦合过程,地球的自转运动可以用地球定向参数(EOP)(主要包括极移两个分量和日长变化)来描述.EOP是地球参考系和天球参考系之间的转换参数,在深空探测、卫星精密定轨和天文地球动力学研究等领域都有重要应用.由于复杂的数据处理过程,空间大地测量技术获取的EOP存在几天至两个星期的延迟.现代空间导航等对EOP预报值的需求日益增长,使得寻求高精度EOP预报方法成为一项需要深入研究的课题.本文     

潜在的500MHz雷达网及其应用

随着曲靖500 MHz非相干散射雷达的初步建成并投入使用,利用其开展雷达天文学的研究成为可能。基于雷达方程,假定曲靖雷达发射信号,分析了现有昆明40 m天线、密云50 m天线和贵州500 m射电望远镜作为接收器接收回波信号,构建潜在雷达网进行天文测量的能力,报道了探测空间碎片的初步成果,探讨了我国开展地基雷达观测近地小行星的设想。最后呼吁我国开展地基雷达和VLBI联合进行太阳系天体探测,开拓深空领域。     

红外阵列成象器件在天文上的应用

本文描述了红外阵列探测器件的基本性能要求、分类特征及其利弊。专门介绍了一个具有典型代表意义的InSb-CID阵列的原理及设计构造,还扼要介绍了目前世界各国红外阵列探测技术在天文上的应用动态,最后阐述了今后红外CCD可做的天文课题。     

月基低频天线技术研究

月基低频天线是近年来射电天文技术领域的研究热点之一。由于地球电离层的屏蔽,频率在30 MHz以下的电波在地面上难以有效观测。月球表面尤其是月球背面被证实是进行低频射电天文观测的绝佳地点。通过对国内外月基低频天线研究现状的调研,阐述了月基低频天线相较地基低频天线在低频射电观测上的优势,介绍了月基低频天线国内外研究的现状,详细论述了国家天文台月球与深空探测重点实验室的交叉偶极子阵列天线设计方案。利用电磁仿真软件HFSS对该阵列天线进行了建模和仿真,给出了仿真结果。仿真结果表明,交叉偶极子阵列天线具有较高的增益,方向性较好,具有分辨来波方向的能力。最后介绍了月基低频天线的关键技术,为了满足航天器有效载荷小型化、轻量化、可折叠的设计要求,给出了交叉偶极子阵列天线单元的一种卷尺型设计方式。     

大型射电望远镜面形精度测量方法研究综述

射电望远镜是天文观测与深空探测的重要设备,当前正朝着大口径、高频段方向发展。大型射电望远镜的面形精度是影响接收性能的关键指标。为了理清各种大型射电望远镜面形精度测量方法的特点,将大型射电望远镜面形精度测量方法分为4类:经典测量法、激光测量法、摄影测量法和微波全息法。详细阐述了各种面形精度测量方法的原理及应用,并对比分析了各自的优劣势;对大型射电望远镜面形精度测量方法的发展趋势进行了论述和展望,为不断探索和创新望远镜面形精度测量方法提供了参考。     

地基雷达技术及其在太阳系天体探测中的应用

人类利用雷达波进行天文研究距今已有40多年历史了.它是一种发射雷达波到目标天体,通过分析其回波特性来进行天文探测的技术.该文从地基雷达在太阳系天体探测中的应用出发,分析了地基雷达相比其他探测手段的优点;介绍了地基雷达的基本工作原理;给出了近年来地基雷达的发展情况和探测成果;最后从现有条件出发,探讨了我国开展地基雷达探测的设想.     

“嫦娥二号”平动点和小行星探测试验中的轨道计算

正论文以CE-2(嫦娥二号)平动点飞行试验、小行星探测试验以及YH-1火星探测任务为背景,对深空探测测定轨技术开展研究.相关研究成果直接为小行星图塔蒂斯探测试验的拍照成像提供了高精度的轨道支持.针对YH-1火星探测开展了先期的测定轨研究,研究成果虽未能直接应用于火星探测任务,但积累的理论知识可服务于我国后续深空探测.论文的研究可以概括为以下几个方面:(1)回顾统计定轨理论,简单介绍了时空参考系、动力学模型、估值方法及考察协方差理论.     

高精度相对论验证的现状与趋势——太阳系实验

回顾并展望了广义相对论理论及其实验检验的发展状况和趋势,包括广义相对论高精度实验检验的主要研究内容和研究方向,与之相关的深空探测项目的规划和进展。鉴于广义相对论的实验检验内涵极其丰富,限于篇幅重点介绍了有关的太阳系实验。首先介绍爱因斯坦等效原理及其实验检验;该原理是广义相对论的基石,内容包含了弱等效原理、局部洛伦兹不变性以及局部位置不变性。接着介绍相对论性引力理论的实验检验,主要涉及对参数化后牛顿参数的测定。最后,针对我国未来有望实施的深空探测任务,就其在广义相对论实验检验中可开展的自主研究与实践给出建议。     

红外天文学的新进展

本文回顾了红外天文学的发展史,论述了天体红外探测在天文学中的重要性,较详细地介绍了包括红外天文卫星(IRAS)在内的现代红外天文观测技术的新进展,对我国红外天文研究的现状也作了简要评述。     

深空探测中地基测量数据传播介质误差修正方法

深空探测中探测器轨道主要采用地面跟踪站进行测量,无线电信号在探测器与地面跟踪站间传输时会受到地球传播介质误差的影响。传播介质误差主要包括地球的中性大气时延误差和电离层时延误差等。针对传播介质误差修正在深空探测中的应用需求,调研了国内外地基测量数据传播介质误差研究进展,重点阐述了深空探测中VLBI地基测量数据中性大气和电离层时延产生的机理和修正方法。针对关键技术及未来发展趋势进行了分析,以提高传播介质误差修正精度及时效性。     

天文台址大气光学湍流探测技术

综述了大气光学湍流探测技术的最新进展,对近年来光学湍流探测设备进行简要总结。通过对光学湍流特征参数的介绍,分析了大气光学湍流探测在天文观测中日趋重要的作用。重点介绍了微温脉动仪、DIMM、MASS、SCIDAR等技术的原理与观测。总结国内大气光学湍流探测技术的现状,展望其在天文领域应用的未来发展趋势。     

甚高能γ射线天文观测的利器——成像大气切伦科夫望远镜

地基甚高能(very high energy, VHE)γ射线天文观测成果的取得,很大程度上与成像大气切伦科夫望远镜技术发展密不可分。大气切伦科夫技术概念于20世纪50年代提出,20世纪80年代末和20世纪90年代初取得重要突破,21世纪初逐步发展成熟。立体成像大气切伦科夫望远镜阵列以其良好的角度分辨率、能量分辨能力和优异的γ/p鉴别能力成为地基VHEγ射线天文观测关键探测技术,在现有和计划中的γ射线地基探测中被广泛使用。对成像大气切伦科夫技术发展历史和现状作了概述,包括地基VHEγ射线探测现状、大气切伦科夫望远镜探测原理、技术演进、目前典型的成像大气切伦科夫望远镜阵列、未来发展等内容。     

强磁星在闪耀

现代天文学家不断探索深空中各种天文现象,其目的之一是弄清天体演化过程,建立合适的理论模型。常言道"工欲善其事,必先利其器"。为了深入研究,科学家们以各种手段开展对遥远天体的探测,力求把天体演化过程的物理图像描绘得清楚明白。2004年11月20日,雨燕γ射线暴快速反应探测器在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角航天中心发射升空不久,就探测到了一个非常剧烈的伽玛射线暴。 (题图为雨燕探测器)     

简易器材的深空天体摄影

深空天体摄影作为天文观测的一个重要手段,被普遍应用在广大爱好者的天文观测中。看着动辄数万元的高级赤道仪、望远镜（AP0）、天文CCD（冷冻CCD）、自动导星系统。对于很多天文爱好者来说犹如水中花、镜中月,可望而不可及。那么,一架简易的赤道仪、一支普通的天文望远镜、一部廉价的入门级单反相机,这些简单的器材组合在一起可以做深空天体摄影吗？可以,完全可以。只要选择正确的方法、适当的改造和精细调试与操作、以及精心的后期处理。