差分法周跳探测与修复方法改进

在目前常用的周跳探测与修复方法基础上 ,提出了首先将观测资料按照观测历元不连续分成若干小弧段 ,然后利用差分法进行周跳探测 ,根据差分后周跳放大的特性判断周跳和野值 ,并确定其位置利用宽带组合和电离层组合的方法解算周跳大小。通过实例验证了其有效性。     

差分法周跳探测与修复方法改进

在目前常用的周跳探测与修复方法基础上，提出了首先将观测资料按照观测历元不连续分成若干小弧段，然后利用差分法进行周跳探测，根据差分后周跳放大的特性判断周跳和野值，并确定其位置利用宽带组合和电离层组合的方法解算周跳大小。通过实例验证了其有效性。     

相位求差法与相位率法探测与修复周跳的比较

目前对GPS载波相位观测值周跳的探测与修复有多种方法,但是各种方法都不很完善。介绍常用的周跳探测与修复方法,并利用相位求差法和相位率法进行周跳探测与修复试验。结果表明2种方法均能准确地锁定发生小周跳的历元,而且能高效地修复观测值;然而,相位求差法需要双频观测数据,而相位率法仅需要单频观测数据。     

一种基于多普勒改进的BDS单频观测值周跳探测与修复法

针对多普勒探测法对小周跳探测精度不足的缺点,提出一种改进的北斗系统(BDS)单频观测值周跳探测法.首先,利用多普勒观测值检测时,使用固定窗口滑动的方式对初始数个历元的多普勒值进行拟合得到拟合曲线,接着对拟合曲线进行积分得到多普勒变化量,然后用多普勒变化量与载波相位进行周跳探测,最后以高次差的方式将前后历元探测出的值进行历元求差,差值为最后探测出的周跳值.对实测BDS数据进行周跳探测,试验证明:改进的多普勒周跳探测法探测小周跳的能力明显增强,具有方法简单、可靠等优点,探测精度可达0.1周且修复效果较优.     

基于广义延拓外推的单频周跳检测与修复方法

周跳的检测和修复一直是全球定位系统载波相位测量中必经解决的重要问题,目前已有不少解决方法,然而适用于单频粗码定位中的周跳检测和修复方法并不多,针对单频粗码定位中周跳的检测与修复问题,通过广义延拓外推法结合单星相邻历元相位单差对单频粗码定位中的周跳进行检测和修复。仿真和实测数据表明广义延拓外推法不仅能够快速地检测和修复1周左右的小周跳,且外推稳定度要比经典的多项式拟合法高50%以上。该方法执行效率高、实用性强、外推稳定度好,是比较适合在工程中应用的一种新方法。     

多星混合资料的定轨

在空间目标光学观测资料定轨中常常会遇到多个目标的观测被标记为同一个目标的情况,由于包含了多个目标的数据,定轨过程无法收敛或者完全错误.从极大似然估计角度,采用EM(Expectation Maximum)方法提出一种将轨道改进和识别过程相互融合的处理方法,并在具体实现过程中给出一种稳健估计方法.数值模拟表明方法简便、有效、可行.采用站间差历元差的手段,对当前电离层变化值进行求解与预测,可以将电离层延时误差的变化控制在一定范围,满足频率传递的要求.     

LP估计在星载GPS运动学定轨中的应用及精度分析

为得到高精度的星载GPS运动学定轨,必须利用观测精度高的相位观测值,但是相位观测值预处理后,仍然存在残余小周跳．在残差服从正态分布情况下LS法是最佳参数解算方法,但该方法不能解决资料的系统误差消除问题,LP估计是处理资料残差分布含有系统误差的有效方法之一．基于LS、LP方法的有效条件和GPS数据预处理的特性,将LP估计方法引入星载GPS运动学定轨数据处理中,以CHAMP卫星资料为例,研究了LP估计在星载GPS运动学定轨中的应用及其精度分析．实践表明:在处理含有残余小周跳的相位观测值时,LP估计比LS更有效,提高了星载GPS运动学定轨精度,但随着残余周跳的进一步修复,LP估计相对于LS估计的优越性越来越弱,在资料完全没有系统误差,残差服从正态分布的情况下,LP估计不能很好地体现其优越性,精度反而低于LS估计．     

电离层TEC对小耀斑的响应

利用国际GPS观测网(IGS)提供的多个台站的观测数据,分析了M级别以下的小、暗太阳耀斑对向阳面电离层TEC的影响．利用传统分析方法的结果表明,从单条视线(LOS)观测数据得到的电离层TEC及其时间变化率曲线来看,由于它们的波动水平和正常情况下的背景电离层变化相当,使此类小耀斑的信息完全淹没在背景噪声中,不能够显示和分辨出耀斑的发生．利用相干求和的数据处理方法,选用向阳面18个GPS台站的观测数据研究了一次C级SF耀斑引起的电离层TEC增加,结果发现,这种方法能有效地消除背景电离层变化噪声,电离层对耀斑的响应非常清楚和明显,这通常只能在X级别的大耀斑中看到．和GOES卫星X射线数据相比,电离层TEC变化的时间特征和耀斑爆发的开始、最大和结束时间均有很好的符合,其最大平均TEC增量在0．1TECU以下,和X级别的大耀斑相比有一个或多个量级上的差别．     

星间链路对地伪距观测量历元归算及分析

对历元偏差引起的伪距变化量逐项分解,总结历元偏差引起的伪距各误差项的偏差典型值,使用多项式插值法进行历元归算,并进行仿真分析,最后以星间链路体制下的星地伪距观测量为实例进行方法验证。仿真分析结果表明当数据采样间隔不大于5 min时,若选取合适的插值阶数,使用多项式插值法能得到优于1 mm的历元归算精度;实测数据结果表明基于多项式插值的历元归算方法是有效的,能够完成星间链路对地伪距观测量的历元归算需求,历元归算造成的误差远小于伪距本身的观测噪声。     

火星电离层无线电掩星探测仿真研究

对中俄联合火星星-星电离层掩星技术体制进行了分析和介绍,采用三维射线追踪方法对电离层掩星事件的电波观测值进行了模拟计算,并利用模拟的掩星观测数据进行了电子密度廓线反演,结果说明仿真算法可靠.利用仿真的方法,分别对掩星电波相位观测误差和卫星轨道误差等带来的反演误差进行了个例计算和分析,结果得到:5%周的相位测量误差对白天电离层掩星探测结果的影响可以忽略,而夜间电子密度测量的绝对误差小于4×108 m-3;卫星轨道误差对掩星的主要影响是导致电离层高度抬升或下降.结果表明,中俄联合火星电离层掩星探测技术体制先进,可望获得高精度的电子密度廓线;其技术体制也可以用于月球电离层环境的探测.     

多种资料综合处理的精度分析和相对权因子

在统计轨道理论的框架下分析多种技术资料的综合处理方法的精度．提出除了拟合剩余残差的ＲＭＳ外,皮尔逊（Ｐｅａｒｓｏｎ） χ２ 统计量和高阶矩也应作为判断解算好坏的重要指标．初步探讨了利用这些统计量评价不同技术间的相对权因子给定问题．作为对系统差来源的初步探索,利用考察协方差分析理论分析了考察参数误差对解算的影响,讨论了考察协方差与相对权因子的关系     

CCD联合平差方法及其初步实例检验

在常规照相天体测量工作中 ,对暗天体的定位是采用逐级定标星过渡的方法实现的。由于星表系统差和局部差的存在 ,最终定位结果可能包含难以把握的误差积累。在CCD小视场观测情况下时常难以找到足够数量的定标星。鉴于此 ,推导了CCD观测联合平差方法的严格矢量表达式 ,以期通过共同星的过渡 ,实现大天区统一平差。原理上此方法可实现相对于河外天体的定位 ,以削弱星表系统差和局部差对定位结果的影响。讨论了CCD联合平差方法实现中的问题 ,包括底片常数模型选择、切点位置改正、共同星的较差改正和法方程解算方法等 ,并分析了具体的处理措施。用实例初步检验了CCD联合平差方法的效果 ,表明通过对多张CCD观测的联合平差 ,可以削弱单张CCD观测参考星数目过少、单张CCD观测参考星分布不均、个别参考星存在位置偏差和局部区域参考星存在系统性位置偏差等不利因素对归算结果的影响 ,进而达到扩大视场和提高归算精度的目的     

综合孔径干涉望远镜的高分辨率图像重建

利用干涉望远镜成像,可以获取最长基线对应的高频率信息,但往往只能获得部分频域覆盖.为了获得尽可能多的频率信息,可以先通过孔径排布变换,进行更充分的频率采样,再经过干涉图像合成,得到含有完备频率信息的目标高分辨率重建像.介绍了综合孔径干涉望远镜的高分辨率图像重建工作,重点讨论了孔径旋转条件下的干涉图像对齐和合成问题,并成功实施了天文目标的干涉成像观测实验,获得了有完备频率信息的目标高分辨率重建像.     

SLR不同地心运动确定方法研究及其特征分析

处理了Lageos-1,Lageos-2,Etalon-1和Etalon-2共4颗卫星在1993―2017年的全球卫星激光测距(satellite laser raging,SLR)观测数据,并对国际激光测距服务(International Laser Ranging Service,ILRS)各分析中心(analysis centers,ACs)的周解进行了技术内综合,分别通过几何法(参考SLRF2008和SLRF2014)和直接法(针对Lageos-1和Lageos-2)确定了SLR地心运动序列;利用傅里叶变换和最小二乘法分析了地心运动的长期变化、周年变化和半年变化,并与CSR(the center for space research)提供的动力学法结果进行了比较和分析。结果表明:地心运动的长期项比周期项小1个量级;与SLRF2008几何法相比,用SLRF2014几何法得到的地心运动长期项明显较小,特别是在Z方向;使用直接法分别针对Lageos-1和Lageos-2卫星激光测距数据解算的地心运动半年项有较好的一致性,但周年项相位相差较大,且在Z方向与几何法及CSR提供的动力学法结果差异也很大,这可能与该方法解算的地心运动与测站偏心改正强相关有关,也可能与单颗星解算地心运动几何结构不够好有关;使用几何法得到的地心运动与CSR动力学结果非常接近,证明利用上海天文台和ILRS ACs周解进行技术内综合来确定地心运动的方法是可行的。     

北斗三号多频点双频组合共视时间传递性能分析

针对北斗二号(BeiDou-2) B1I&B2I标准双频无电离层伪距组合解算的共视比对结果中存在明显的噪声进而影响其短期稳定性的现象, 开展了在BeiDou-2和北斗三号(BeiDou-3)现有可用频率信号中选取最优双频组合的研究, 以期改善BeiDou的共视时间传递性能. 基于开发的CGGTTS (Common GNSS (Global Navigation Satellite System) Generic Time Transfer Standard)软件所生成的标准共视文件, 完成了中国科学院国家授时中心(NTSC)与捷克光电研究院(TP)之间GPS、Galileo、BeiDou-2 B1I&B2I及B1I&B3I和BeiDou-3 B1I&B3I及B1C&B2a双频无电离层伪距组合共视时间比对试验, 并用Vondark滤波对各双频组合的共视结果降噪处理, 通过计算滤波残差的RMS值来评估共视时间比对的精度. 结果表明, 利用BeiDou-3 B1C&B2a组合伪距值获得的共视时间比对结果噪声相对较小, 相比BeiDou-2 B1I&B2I、B1I&B3I和BeiDou-3 B1I&B3I组合的RMS (Root Mean Square)值分别提高约46%、52%和37%, 与GPS P1&P2组合的精度相当, 且与Galileo E1&E5a组合相差不大. BeiDou-3 B1C&B2a组合链路的短稳(< 1d)要优于BeiDou-2 B1I&B2I、B1I&B3I和BeiDou-3 B1I&B3I组合, 且与GPS P1&P2、Galileo E1&E5a组合的稳定性相当; 6条共视时间比对链路的中长稳(> 1d)基本一致.     

Instructions for authors

正Research in Astronomy and Astrophysics publishes original research papers and reviews 011 all liranchcs of astronoiriy and astrophysics.Reviews arc by invitation only.Important new results that require rapid publication can be submitted as a Letter(Letters must be restricted in length     

A thermodynamic model of high temperature lava vaporization on Io

We modified the MAGMA chemical equilibrium code developed by Fegley and Cameron (1987, Earth Planet. Sci. Lett. 82, 207-222) and used it to model vaporization of high temperature silicate lavas on Io. The MAGMA code computes chemical equilibria in a melt, between melt and its equilibrium vapor, and in the gas phase. The good agreement of MAGMA code results with experimental data and with other computer codes is demonstrated. The temperature-dependent pressure and composition of vapor in equilibrium with lava is calculated from 1700 to 2400 K for 109 different silicate lavas in the ONaKFeSiMgCaAlTi system. Results for five lavas (tholeiitic basalt, alkali basalt, Barberton komatiite, dunite, and a molten type B1 Ca, Al-rich inclusion) are discussed in detail. The effects of continuous fractional vaporization on chemistry of these lavas and their equilibrium vapor are presented. The predicted abundances (relative to Na) of K, Fe, Si, Al, Ca, and Ti in the vapor equilibrated with lavas at 1900 K are lower than published upper limits for Io's atmosphere (which do not include Mg). We predict evaporative loss of alkalis, Fe, and Si during volcanic eruptions. Sodium is more volatile than K, and the Na/K ratio in the gas is decreased by fractional vaporization. This process can match Io's atmospheric Na/K ratio of 10±3 reported by Brown (2001, Icarus 151, 190-195). Silicon monoxide is an abundant species in the vapor above lavas. Spectroscopic searches are recommended for SiO at IR and mm wavelengths. Reactions of metallic vapors with S- and Cl-bearing volcanic gases may form other unusual gases including MgCl₂, MgS, MgCl, FeCl₂, FeS, FeCl, and SiS.     

Instructions for authors

正Research in Astronomy and Astrophysics publishes original research papers and reviews on all branches of astronomy and astrophysics.Reviews are by invitation only.Important new results that require rapid publication can be submitted as a Letter(Letters must be restricted in length to 6 printed pages).Authors who submit a paper are expected to be able to certify that the paper is original work,     

Alkali and halogen chemistry in volcanic gases on Io

We use chemical equilibrium calculations to model the speciation of alkalis and halogens in volcanic gases emitted on Io. The calculations cover wide temperature (500-2000 K) and pressure (10⁻⁶ to 10⁺¹ bars) ranges, which overlap the nominal conditions at Pele (T=1760 K, P=0.01 bars). About 230 compounds of 11 elements (O, S, Li, Na, K, Rb, Cs, F, Cl, Br, I) are considered. The elemental abundances for O, S, Na, K, and Cl are based upon observations. CI chondritic elemental abundances relative to sulfur are used for the other alkalis and halogens (as yet unobserved on Io). We predict the major alkali species in Pele-like volcanic gases and the percentage distribution of each alkali are LiCl (73%), LiF (27%); NaCl (81%), Na (16%), NaF (3%); KCl (91%), K (5%), KF (4%); RbCl (93%), Rb (4%), RbF (3%); CsCl (92%), CsF (6%), Cs (2%). Likewise the major halogen species and the percentage distribution of each halogen are NaF (88%), KF (10%), LiF (2%); NaCl (89%), KCl (11%); NaBr (89%), KBr (10%), Br (1%); NaI (61%), I (30%), KI (9%). We predict the major halogen condensates and their condensation temperatures at P=0.01 bar are NaF (1115 K), LiF (970 K); NaCl (1050 K), KCl (950 K); KBr (750 K), RbBr (730 K), CsBr (645 K); and solid I₂ (200 K). We also model disequilibrium chemistry of the alkalis and halogens in the volcanic plume. Based on this work and our prior modeling for Na, K, and Cl in a volcanic plume, we predict the major loss processes for the alkali halide gases are photolysis and/or condensation onto grains. Their estimated photochemical lifetimes range from a few minutes for alkali iodides to a few hours for alkali fluorides. Condensation is apparently the only loss process for elemental iodine. On the basis of elemental abundances and photochemical lifetimes, we recommend searching for gaseous KCl, NaF, LiF, LiCl, RbF, RbCl, CsF, and CsCl around volcanic vents during eruptions. Based on abundance considerations and observations of brown dwarfs we also recommend a search of Io's extended atmosphere and the Io plasma torus for neutral and ionized Li, Cs, Rb, and F.