全息测量接收机系统

简单介绍了微波全息测量的原理、用于微波全息测量的接收机系统,然后比较详细地叙述了对该接收机系统相位稳定性的测试,指出了当前接收系统的主要问题。并对接收系统的改进做了两种设计方案。     

全息法测量天线面表面精度

该文讨论了全息法测量天线面表面精度的基本原理和实现方法，这种测量方法对于测量各种大型抛物面天线具有普遍意义。阐述了全息法的基本原理和实现全息法时必须的天线控制方法及原理，简单介绍了全息法中对测量数据的处理方法，并对全息法所得结果作了一定的总结。     

全息测量接收机系统

简单介绍了微波全息测量的原理、用于微波全息测量的接收机系统,然后比较详细地叙述了对该接收机系统相位稳定性的测试,指出了当前接收系统的主要问题.并对接收系统的改进做了两种设计方案.     

大口径望远镜反射面日照温度场效应实验研究

针对大口径射电望远镜主反射面在日照作用下产生温度梯度及形变问题,建立了完整的温度测量及精度评估的系统。在特定的测量条件下,利用红外热像仪测量了望远镜主反射面的温度,获得了不同时刻的温度分布情况,并得到最大温差为7.8℃。采用全息法分析主反射面的精度变化情况,得到由于温度变化导致的最大误差为0.33 mm。结果表明:温度对望远镜主反射面的精度影响较大,需采取合适的测试系统实时监测温度,并调整主反射面板以提高精度。     

微波全息测量中相关机的实现

论述了微波全息测量中相关机的理论和基于FPGA的实现以及全息测量的基本方法,重点讨论了在FPGA上实现整个系统的关键和难点部分.整个设计在保证功能实现的基础上,把节约FPGA资源放在相当重要的位置来考虑,这些技术对基于FPGA的DSP系统设计有很好的借鉴意义.最后对相关机的输出数据进行了定性分析,说明了相关机工作的正确性与可靠性.本设计已在上海余山站正式用作全息测量.     

斜轴式太赫兹天线的卡焦近场全息测量研究

天线反射面的面形精度直接影响天线效率, 是望远镜的关键指标之一. 近场射电全息具有测量精度高, 便捷高效的优点, 是毫米波和亚毫米波射电望远镜面形检测最为常用的方法之一, 卡焦近场全息可以完整测量望远镜光路中整体的面形误差. 斜轴式机架结构能够更好地适应太赫兹望远镜在极端台址环境下的整体保温和热控需求, 但斜轴天线特殊的转动特性会在近场全息测量过程中引入额外的系统误差. 针对斜轴式天线的卡焦近场全息测量, 分析了数据处理中需要额外考虑的参考路接收机位置和副面衍射的影响, 并在1.2m口径斜轴式太赫兹天线上开展了测量实验. 实验结果表明, 卡焦近场全息测量的重复测量精度优于2.0μm RMS (Root Mean Square), 面形误差分布与摄影测量所得结果一致, 验证了误差分析与修正的正确性.     

基于Python的全息测量数据校准软件

微波全息测量是检测抛物面面形分布的重要手段之一,数据校准软件是全息处理软件中关键的一部分。以新疆天文台南山25 m天线改造计划为背景,在分析全息测量中引起误差的几个因素的基础上,开发了全息测量数据校准软件。该软件以Linux为开发平台,使用Python语言进行编程,其优点是:具有误差评估功能,方便用户筛选由于误差过大造成的数据不合理;标准化接口更易嵌入天线控制软件中;可视化界面既能方便用户操作,又可以直观显示运行结果。软件调试结果显示该软件运行时间在2 min以内,效果良好,具有一定的实用价值,不仅对于25 m的改造至关重要,也为未来110 m射电望远镜的技术预研创造了条件。     

甚长基线干涉仪测量佘山财区的地壳垂直运动

本简述了VLBI测量地壳垂直运动的原理，并给出了利用上海天台VLBI站自1988年以年的VLBI国际联测资料及VLBI站与邻近基岩水准点的水准联测资料所得到上海佘山地区地壳垂直运动的初步结果为－1mm/yr。最后还提出进一步提高VLBI垂直运动的测量精度及全面了解整个上海地区地壳垂直运动的现状的意见。     

高精度天体测量资料处理的相对论模型和引力理论的检验

随着科学技术的迅猛发展,现今的天体力学和天体测量已经发生了日新月异的变化.人类已经能够近距离探测太阳系内的一些天体,精度也达到了前所未有的程度.例如,激光测月(LLR)的精度已经达到了3 mm,正在向1 mm迈进;激光测卫(SLR),如激光地球动力学卫星(LAGEOS)的测轨精度已经达到了0.5 mas;甚长基线干涉测量(VLBI)的精度已经好于0.1 mas;对于未来的两个空间探测计划,全天天体测量干涉仪(GAIA)和空间干涉测量任务(SIM)都有望达到μas的精度.面对当前和未来如此高的精度要求,一方面已经认识到牛顿力学体系已经无法适用于高精度的天     

大型射电望远镜主反射面调整方法研究

随着毫米波天文学和空间通信的重要性日益提高, 对天线性能提出了越来越高的要求, 而天线性能往往受到其反射器表面精度的限制. 微波全息技术是一种快速有效的检测反射面天线表面轮廓的测量技术. 通过微波全息测量得到天线口径场, 计算天马65m射电望远镜反射面与理想抛物面的偏差. 天马65m射电望远镜的主反射面板是放射状的, 有14圈. 面板的每个角都固定在面板下方促动器的螺栓上进行上下移动, 且相邻面板交点处的拐角共用一个促动器. 采用平面拟合的方法可以计算各块面板拐角处的调整值, 但是同一个促动器会得到4个不同的调整量. 通过平面拟合, 同时以天线照明函数为权重的平差计算方法得到相邻面板拐角的一个平差值, 即天马65m射电望远镜1104个促动器的最佳调整值. 通过多次调整和新算法的应用, 天马65m射电望远镜反射面的面形精度逐渐提高到了0.24mm.     

基于单目视觉的天线副面并联调整机构相对位姿测量方法

为测量天线副面并联调整机构的相对位姿,研究了一种基于单目视觉的位姿测量系统.采用光源照射固定于动平台上的合作目标,结合滤光片等控制手段,利用单目相机采集非共面特征点的图像,获得高对比度的准理想图像.经过图像处理和平方加权质心法,提取出特征点的图像坐标,使用EPnP (Efficient Perspective-n-Point)算法进行位姿解算,最终可以得到并联调整机构的相对位姿测量方法.最后通过实验进行了精度验证,结果表明平移精度为0.1 mm,旋转精度为0.05°,满足了实验要求,为并联机构的位姿检测提供了可行性思路.     

GDJ打印经纬仪技术改造

本项改造提高了脱靶量的测量精度和减小了轴系的系统偏差 ,从而提高卫星的空间定位精度 ,为空间目标高精度测轨预报和方法研究提供了测量手段     

FAST单元面板面型检测算法研究

500 m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope,FAST)是一个超大口径的可动望远镜,有三项技术创新,一是选址,二是轻型馈源索支撑,三是主动反射面。在主动反射面上,单元面板的面型和面板的出厂加工精度对电磁波在反射面的汇聚有很大影响。FAST主反射面由4 600块三角形反射面板拼接而成,每块面板为边长11 m三角形,这对FAST反射面面板的测量技术提出了更高的要求。摄影测量直接在影像上进行量测,无需接触物体本身;所摄影像信息丰富,可以从中获得所研究物体的大量几何信息和物理信息;适用于大范围、多目标测量,效率高。目前世界上最大的射电望远镜,如GBT和ARECIBO都是采用摄影测量技术进行反射面面形检测。在对现有的面型检测技术调研并试验后,提出基于数字近景摄影测量的方法,对FAST反射面11 m单元面板的面型进行检测,数分钟完成反射面板面型的一次检测,测量精度达到2.5 mm,经过调整后的单元面板的面型精度达到了3.0 mm,结果表明摄影测量应用于FAST反射面单元面板面型检测是可行的。     

基于光学辅助指向测量的太赫兹望远镜指向误差模型研究

针对太赫兹波段天文点源目标较少, 指向测量相对困难的特点, 研究了利用与太赫兹天线共轴的小型光学望远镜来辅助太赫兹望远镜指向测量以及建立指向误差修正模型的方法. 依托紫金山天文台1.2 m斜轴式太赫兹天线开展了光学辅助指向测量的实验研究, 利用一台安装在天线背架上的100mm口径折射式光学望远镜获得了优于2$''$的指向测量精度. 此外, 通过对斜轴天线的结构分析以及大气折射和本地恒星时(Local Sidereal Time, LST)偏差等误差来源的分析, 建立了包含23个误差项的斜轴式光学指向修正模型, 实现了约3$''$的拟合精度. 最后, 借助高精度数字摄影测量对光电轴一致性进行了标定, 并针对其对指向模型精度的影响进行了讨论. 研究成果将为南极5 m太赫兹望远镜(The 5m Dome A Terahertz Explorer, DATE5)及其他太赫兹望远镜提供指向测量和指向修正模型方面的技术参考.     

Research on the panel adjustment method of an active main reflector for a large radio telescope

The surface accuracy of a large parabolic antenna is an important indicator to evaluate the quality of the antenna.It not only directly affects the antenna’s aperture efficiency,thereby determining the shortest wavelength that the antenna can work,but also affects the main lobe width and side lobe structure of the antenna pattern.Microwave holography is an important method for parabolic antenna profile detection.In this article we adopt a new algorithm to adjust the panels for the large radio telescope with an active main reflector through the TM65 m antenna’s aperture phase profile.The panels of the TM65 m radio telescope is in a radial pattern with 14 rings.Each corner of the panel is fixed on the screw of the actuator to move up and down,and the adjacent corners of the four panels share an actuator.We use the method of plane fitting to calculate the adjustment value of every panel’s corner.But one actuator,which simultaneously controls the common corner of the adjacent panels,will have different adjustment values according to the different plane fitting equation based on adjacent panels.In this paper,the adjustment value of the adjacent panels’crosspoints are constrained to be equal to the constraint condition to calculate each actuator’s adjustment value of the TM65 m radio telescope.Through multiple adjustments and application of the new algorithms,the accuracy of the TM65 m antenna reflector profile has been improved from the original 0.28 mm to the current 0.19 mm.     

测定天文大气折射和建立电磁波折射延迟实测模型(Ⅴ)-视天顶距测定值的取得

简述了测定瞬时大气折射值以及建立电磁波折射延迟改正模型时,对视天顶距测定值的精度要求和消除系统误差的必要性;根据新的仪器误差理论,文章采取与国外高精度测量仪器的误差测量方法相对比的方式,介绍了专用测量仪器的各种主要误差的测定方法及其所能达到的精度;还介绍了在不同方位的观测时,视频CCD图像中星像的分布情况。     

射电天线口面温度定标

介绍一种天线口面温度定标的方法．当用这个方法对目标源进行温度定标时,由于定标源讯号和目标源讯号均由天线口面同路输入,因此波导和微波器件的传输损耗在定标的过程中被自动消除,因而这种温度定标方法能大大地提高观测资料的精度．目前无线口面温度定标方法除了在射电天文和微波天线测量中应用外,还广泛应用于雷达和无线电技术测量及微波遥感控制等．