Mark5B格式器及10G网络传输系统在VLBI中的应用

由于遥远的天体发出的无线电信号极其微弱,信噪比极低,VLBI系统要想得到较高的测量精度,必须尽量加大测量带宽和提高采样位数,但是这样会导致VLBI终端(比如数字基带转换器)产生的观测数据激增。传统的VLBI终端数据传输系统采用VSI接口,数据最高传输速率限制在2 Gbps,且数据记录设备必须采用定制的Mark5B设备,极其不灵活,因此已经不能适应现在VLBI系统的观测需求。为了提高数据传输速率,增加数据记录设备的灵活性,上海天文台新研制的基于多相滤波器组和快速傅里叶变换方式的数字基带转换器的数据传输系统采用了高速灵活的10 G网络接口。10 G网络系统中数据传输采用报文交换方式,因此数据到达接收端的时间不是精确可靠的,这要求数据在进入10 G网络接口之前必须已经具有标准的VLBI数据格式,所以在10 G网络前端设计了Mark5B格式器。详细介绍了基于现场可编程门阵列的Mark5B格式器及10 G网络传输系统的设计原理,并在文章的最后通过三组实验验证了其功能的正确性和性能的稳定性。     

VLBI数据记录系统Mark6及相关技术研究进展

随着数据记录速率的提高以及对数据准确性的要求,老的采集系统已经不能满足新的要求,迫切要求采用新的终端和技术。Mark6是麻省理工学院研制的最新的记录终端,已经用于主要的天文机构,比如JIVE、KASI、Max-Planck-Institute等。首先介绍了VLBI数据记录终端的现状,给出了上海天文台对Mark6软硬件的调试与配置;然后介绍了使用Mark6与CDAS2互连进行数据记录的测试及分析;最后对Mark6系统的应用及相关软件的后续研发进行了简洁阐述。可为后续终端采集系统的安装、配置及升级提供指导及参考。     

VLBI MK5B通道检测软件的设计与实现

针对国际上VLBI专用硬盘记录终端升级到MK5B后,数据记录格式发生了显著变化,设计了能够适应MK5B数据格式的通道检测软件。MK5B通道检测软件主要用于检查硬盘记录器记录数据的可读性以及确认接收机和VLBI终端等观测设备的参数设定。在软件设计过程中,考虑到软件的可维护性及可移植性,采用面向对象的设计方法。通过对两段观测数据的处理表明,MK5B通道检测软件工作稳定,处理结果正确,能够满足工作需要。     

VLBI监控系统的改进

对Mark5B监控系统软件的设计思想、软件功能、通讯机制等几个方面作了介绍。Mark5B记录系统是当今世界VLBI观测台站中广泛使用的最为先进的记录系统之一,也是VLBI终端系统的重要组成部分。研制Mark5B监控系统软件的主要目的是进一步提高VLBI终端记录系统的可靠性,保障VLBI联测数据有效和高质量。该软件是在Qt开发环境下采用signals/slots的安全类型机制,并在Qt creator IDE上设计图形界面,完成数据采集和网络通信工作。Mark5B监控系统不仅适用于VLBI天体物理测量观测、VLBI测地观测,而且适用于中国VLBI网(The Chinese VLBI Network,CVN)联测。     

VLBI终端系统的发展历史和未来展望

甚长干涉测量技术(Very Long Baseline Interferometry,VLBI)起源于20世纪60年代,它的发展已经对大地测量、地球动力学和天体测量产生了深远的影响。同样,VLBI终端系统作为VLBI系统的重要组成部分,在近40年里也在不断地更新和快速发展,从一开始的Mark 1系统发展到现在的Mark 5系统,从一开始的磁带记录到现在的硬盘记录甚至通过因特网就能实现数据的实时传输,可以说发生了翻天覆地的变化。如今Mark 6系统也已经开发出来,相信不久的将来,该系统会广泛应用于天文领域。主要描述了VLBI终端系统的发展历程和未来展望。     

用计算机技术实现Mark Ⅳ解码

从硬件实现和软件实现的角度介绍了如何利用计算机技术实现Mark Ⅳ解码。利用它可对Mark Ⅳ记录设备输出的数据进行质量分析并提取相位校正信号，检测VLBI观测设备的工作状态，消除设备对Mark Ⅳ记录数据的影响。     

乌鲁木齐天文站Mark 5系统实施及其研究

分析了VLBIMark5磁盘记录系统的硬件结构和软件结构。对其软件实现做了设计层面上的分析。给出了乌鲁木齐天文站Mark5系统实施后的操作流程图。分析了Haystack天文台e VLBI软件的结构。     

基于DBBC＋Mark5B记录系统的脉冲星观测

2009年11月,云南天文台射电天文研究团组采用40m射电望远镜以及基于DBBC（Digital Base Band Conveter）和Mark5B的VLBI记录系统对PSRJ08354510和PSRJ0332＋5434进行了观测。观测选用S波段右旋圆极化信号,起始频率为2206．99MHz,总带宽为32MHz。对数据进行相干消色散和平均后,得到PSRJ0332＋5434的单脉冲图像和两颗脉冲星的平均脉冲轮廓。由平均轮廓的展宽随时间的变化关系,对脉冲星的视周期作了一定修正后,得到信噪比更高的平均轮廓图。最后对轮廓的信噪比随时间的变化作了初步分析,由此可了解整个系统在观测时的稳定性。     

基于DBBC+Mark 5B记录系统的脉冲星观测

2009年11月,云南天文台射电天文研究团组采用40 m射电望远镜以及基于DBBC(Digital Base Band Conveter)和Mark 5B的VLBI记录系统对PSR J0835-4510和PSRJ0332+5434进行了观测。观测选用S波段右旋圆极化信号,起始频率为2 206.99 MHz,总带宽为32 MHz。对数据进行相干消色散和平均后,得到PSR J0332+5434的单脉冲图像和两颗脉冲星的平均脉冲轮廓。由平均轮廓的展宽随时间的变化关系,对脉冲星的视周期作了一定修正后,得到信噪比更高的平均轮廓图。最后对轮廓的信噪比随时间的变化作了初步分析,由此可了解整个系统在观测时的稳定性。     

Mark 421天体多波段辐射机制研究

基于对数抛物线型电子分布,用单区、均匀同步自康普顿(Synchrotron Self-Compton,SSC)辐射模型计算BL Lac天体S5 0716+714的多波段能谱,并与Paggi等人的结果进行了比较.模型的计算结果与Paggi等人直接用δ函数近似得到的结果不同,导致该差异的主要原因可能是由于单电子同步辐射的δ函数近似丢失了电子的部分能量而影响逆康普顿散射结果.把该模型分别应用于Mark 421天体的高、中、低3种不同状态下的多波段观测结果,理论计算结果能与不同状态下的观测结果符合得很好.分析认为,观测到的Mark 421天体的不同状态可能是由于喷流内电子分布变化引起的.     

用计算机技术实现MarkIV解码

从硬件实现和软件实现的角度介绍了如何利用计算机技术实现MarkIV解码。利用它可对MarkIV记录设备输出的数据进行质量分析并提取相位校正信号 ,检测VLBI观测设备的工作状态 ,消除设备对MarkIV记录数据的影响。     

Velocity field in the galaxy Mark 8 with vigorous starburst centres

The velocity field in the galaxy Mark 8 is studied by means of observations with the 2.6-m telescope at the Byurakan Astrophysical Observatory using the VAGR spectrograph. In the optical range, the central portion of this galaxy consists of five bright condensations which are superassociations (SA). These studies were made in a wavelength range that encompasses images of the galaxy in the Hα and [NII] λλ6548 and 6583Å emission lines. The radial velocity field was obtained. The velocities of all the superassociations were measured and a rotation curve constructed for the galaxy. The relative intensities of the emission lines have been determined. Images are constructed in the Hα and [NII] lines and in the red continuum. It is concluded that the superassociations were formed together and are, as a whole, young. The shape of the rotation curve shows that Mark 8 is an isolated galaxy with a composite multicomponent nucleus. Translated from Astrofizika, Vol. 51, No. 4, pp. 543–553 (November 2008).     

A Study on the Multi-band Radiation Mechanism of Mark 421

Based on the log-parabolic spectral energy distribution of electrons, and the homogeneous one-zone synchrotron self-Compton (SSC) model, the multiband spectral energy distribution of the BL Lac object S5 0716+714 is calculated. Compared with Paggi's result which is obtained by means of δ-function approximation, it is found that a certain difference exists between our result and Paggi's. The main reason leading to this difference may be that the δ-function approximation on the synchrotron radiation of a single electron loses a part of electron energy, and therefore affects the result of inverse Compton scattering. Applying this model to the results of the multi-band observations made at three different states of Mark 421: high, medium, and low, the results of theoretical calculations are coincident very well with the observational results under the three different states of the object. An analysis indicates that the observed different states of Mark 421 are probably caused by the variation of the electron distribution in the jet.     

相关处理机多制式兼容性测试的初步结果

我国VLBI网包括上海佘山、乌鲁木齐和昆明 3个观测站 ,以及上海天文台研制的两台站相关处理机。上海佘山和乌鲁木齐站已升级成MK4制式和只使用薄磁带 ,而昆明站只能使用S2制式。因此 ,实现相关处理机对不同制式数据和薄磁带的兼容 ,是我国VLBI网顺利运行的关键。给出了多制式VLBI观测实验和相关处理的初步结果 ,总结了相关处理机升级后的处理能力 ,并对相关处理机的下一步发展作简单讨论     

Radioheliograph observations of a pulsating structure associated with a moving type IV burst

Observations of a pulsating structure with the Mark II Nançay Radioheliograph are reported. These fluctuations are found to occur early in the development of a moving type IV burst. It is confirmed that the source of these fluctuations is of small extent and that it is embedded in the moving type IV continuum, plausibly at the top of an expanding arch.The observations suggest that the pulsating structure consists of recurrent enhanced pulses (mean recurrency time 1.7 s) followed by trains of periodic pulses (mean periodicity 0.37 s). The intensity of the enhanced pulses has a damping time of about 5 s. It is shown that previous interpretation of the pulsating structure by Rosenberg (1970) cannot account for the present observations.