中国VLBI网软件相关处理机测地应用精度分析

为支持国际VLBI大地测量数据处理,中国VLBI网(CVN)软件相关处理机完成了功能、性能升级,提高了信噪比,实现了以国际测地通用Mk4格式数据输出结果,可以直接被VLBI通用测地后处理软件用于时延数据解算。本文通过与国外软件相关处理机DiFX的实测数据比对,系统地分析了CVN软件处理机带宽综合残余时延和时延率精度、带宽综合总时延和时延率精度、信噪比和VLBI站坐标解算值。数据显示,CVN软件相关处理机已经达到了测地数据处理的精度要求,可以用于IVS国际联测数据处理。     

卫星VLBI测轨资料处理中的电离层延迟改正

结合我国探月项目卫星VLBI测轨资料分析中的实际需求讨论了两个问题:一是在S、X波段时延测量精度均为1 ns情况下,电离层延迟改正所能够达到的精度;二是在飞行器VLBI测轨过程中,不能确保S、X波段双频观测情况下获取电离层时延改正的可能途径,包括借助于相关电离层模型、利用常规VLBI历史观测资料积累、借助于局域GPS观测网和IGS网单站GPS测量以及借助于专门设计的单站GPS测量等.最后对电离层VLBI和GPS技术实测结果进行了比较和问题分析.     

VLBI技术测月的数学模型探讨

近年各国已纷纷制定测月计划,采用何种技术对月球进行定位,变得尤为重要。本文通过对VLBI技术特点进行分析,VLBI是目前大地测量中精度最高的技术手段,但只适用于深空探测,因为深空射电信号到达地面时,可看作平行信号。本文针对VLBI技术特点及数学模型,对存在不可忽略视差的VLBI测月模型,通过级数展开,解决月面射电信号到达地球时的视差问题,并顾及地球自转得出最终数学模型,通过站间一次差分消除钟差等影响,得出VLBI对近轨天体(月球)表面射电源定位的数学模型。     

Ka波段天测与测地VLBI观测的利弊分析

分析了天测与测地甚长基线干涉测量（very long baseline interferometry,VLBI）观测频率设置的必要性,重点分析了Ka波段观测的利弊。相比于X波段,Ka波段观测的优点包括河外源更致密、核移效应更小,更有利于提高射电天球参考架的实现精度以及与天体物理学全球天体测量干涉仪（global astrometric interferometer for astrophysics,Gaia）计划准惯性光学参考架的连接精度。在深空探测方面的优点表现为遥测数据率高,VLBI跟踪测量精度高,更有利于减小大气电离层和太阳等离子体对测量时延的不利影响。缺点包括河外源相对较弱,天线反射面精度和指向精度要求较高,大气吸收和辐射效应的影响更大等,但是这些因素所造成的系统灵敏度的降低有望通过高数据率采样而得到补偿。结合我国VLBI技术现状提出了发展建议。     

利用天测与测地VLBI观测建立天球与地球参考架

本文讨论了利用天测与测地 VLBI观测建立天球与地球参考架过程中所面临的问题及解决的技术途径 ,涉及天球参考架与地球参考架原点与定向的确定、地球参考架时间演变的确定等。并通过实测数据分析与结果比对证明解决途径的有效性。     

卫星VLBI测轨资料处理中的电离层延迟改正

结合我国探月项目卫星VLBI测轨资料分析中的实际需求讨论了两个问题：一是在S、X波段时延测量精度均为1ns情况下，电离层延迟改正所能够达到的精度；二是在飞行器VLBI测轨过程中，不能确保S、X波段双频观测情况下获取电离层时延改正的可能途径，包括借助于相关电离层模型、利用常规VLB1历史观测资料积累、借助于局域GPS观测网和IGS网单站GPS测量以及借助于专门设计的单站GPS测量等。最后对电离层VLB1和GPS技术实测结果进行了比较和问题分析。     

甚长基线干涉测量天线参考点和轴线偏差监测方法探讨

高精度监测VLBI天线参考点和轴线偏差等参数,对提高VLBI台站坐标测定精度及天测、测地VLBI资料解析精度等具有重要意义.常规监测方式占用望远镜工作时间,监测效率低,所得参数精度较差.文章提出通过参数化VLBI天线的旋转运动建立天线固连合作目标在局域网中坐标数学模型的方法,有望实现全天候、全自动监测;考察了代表性数学模型,在观测方程构建、解算参数设置和约束条件选取等方面提出了新的见解.最后通过仿真分析,验证了对方程与参数所做调整的有效性,初步结论可供参考.     

运用空间测量系统建立新的国家地壳运动控制网

1983年5月26日,美国国家宇航局(NASA)和国家海洋与大气管理局(NOAA)鉴署了一项协议,截至1985年,NASA将逐步把流动式VLBI设备及其施测任务移交给NOAA。协议规定,“NASA将研制和试验流动式VLBI,并将其用于满足美国大陆NASA地壳动力学计划(CDP)需要的及用于建立NOAA国家地壳运动控制网(NCMN)的流动式VLBI都转交给NOAA。”     

天球参考架的稳定源选取及其最新实现

天球参考架是对理想的天球参考系的实现,其稳定性直接决定了所描述天体运动规律及某些地球物理现象的精度。基于1979-2007年期间全球IVS(international VLBI service)网近30年的观测资料,利用上海天文台的Calc_Solve系统对天测与测地VLBI资料进行解算和分析,得到一系列由射电源坐标(赤经和赤纬)构成的时间序列。通过对该时间序列的稳定性的检验和分析,制定选择稳定源的标准,得到一套稳定的河外射电源表列,最终实现由173颗稳定的定义源与135颗补充源构建的稳定天球参考架。     

昆明固置流动VLBI站点归心

参考《全球定位系统（GPS）测量规范》之附录G归心元素测定，采用测GPS的方法，对固置在昆明的流动VLBI站进行了归心计算，在得到流动VLBI用GPS技术所测量的地心坐标同时，指出了参考文献[1]中存在的矛盾与错误，并结合实际应用，给出了一组实用的计算公式。     

VLBI技术CONT观测的高频ERP解算

国际VLBI测天测地服务机构(IVS)已组织了多次VLBI连续加密观测(CONT),提供了高精度连续的原始观测数据,在地球自转参数(ERP)的连续高频解算中起到积极的作用,揭示了地球自转高频变化的观测资料和理论模型之间的差异,有助于进一步解析其激发机制改进模型.这里使用VLBI资料处理软件系统OCCAM处理了CONT02,CONT05和CONT08数据,并进行ERP高频解算及频谱分析.从各次CONT观测的残差频谱中发现较强周期信号,反映了地球自转的特性.特别是CONT08残差频谱中存在明显的周日项信患,揭示了北半球夏季月份大气激发对地球自转的作用.     

上海佘山VLBI站的钟差补偿精度分析

甚长基线干涉测量(very long baseline interferometry, VLBI)台站钟差的补偿误差将导致VLBI时延观测量参考历元的偏离,进而对世界时(universal time,UT1)的准确估计产生影响。台站钟差包含格式器钟差和设备时延,设备时延是影响钟差补偿精准度的关键因素。上海佘山VLBI站是全球测地参考框架的基准站,有必要评估该站的钟差补偿精准度。利用该站2002—2017年国际测地观测数据的相关处理结果,分析了相关处理机对佘山站钟差的补偿精度。结果表明,不同VLBI相关处理机对佘山站模拟终端的设备时延补偿具有较好的一致性和长期稳定性,满足UT1测量精度需求,但是上海相关处理机对佘山站数字化终端的设备时延补偿存在大于1μs的系统差,有必要进一步改进钟差搜索方法和提高钟差补偿精度。     

空间大地测量讲座——第十一讲 全球定位系统(下)

本讲座第八讲和第九讲的甚长基线干涉测量（VLBI）技术，不仅能够提供精度极高的三维基线，而且能够为地面测量提供永恒的类星体方向，从而建立惯性坐标系。但是，VLBI系统非常庞大，造价太高，迫使其向小型化发展。为此，美国加州理工学院“喷气推进实验室”研制了9米天线，建立移动站。固定的VLBI站与一个（或几个）移动站联合观测，就构成“天文射电干涉测地系统（ARIES）”。在此基础上，麦克唐纳和康塞曼等人提出观测GPS的信号进行射     

赫尔默特方差分量估计方法在嫦娥一号卫星测角计算中的应用

在我国探月工程嫦娥一号卫星测轨中,需要对测距观测和VLBI时延观测进行综合解算,以确定卫星的角位置时间序列,因而需要考虑不同类型观测资料之间的权重分配问题。本文通过仿真计算,具体比较了不同情况下最小二乘平差方法与赫尔默特(Helmert)方差分量估计方法下测角计算的精度。虽然通常情况下观测资料都提供误差估计,但此估计却不一定能够准确反映实际的观测精度。仿真计算表明,此时应用Helmert求解方法,能够显著提高解算的精度。相比于最小二乘平差方式,Helmert求解方式在计算量上略有增加,但这对于现代计算设备几乎可以忽略。     

VLBI技术的发展与展望

至今,VLBI技术经过迅猛发展,先后经历了以下三个发展阶段:传统VLBI、实时和准实时VLBI以及空间VLBI。本文分别介绍这三种VLBI技术的定义及其特点,通过对比分析其优缺点,展望VLBI技术的未来发展。     

VLBI和GPS观测联合解算地球自转参数和日长变化

利用GAMIT软件处理了2005年9月、2006年1月和2月每天17个IGS国际GNSS服务(International GNSS Service,IGS)站的GPS观测数据,获得了地球自转参数(Earth rotation parameter,ERP)和日长变化(ΔLOD),并与IGS综合解进行了对比。利用OCCAM 6.2软件处理了相同时间内的甚长基线干涉测量(very long baseline interferometry,VLBI)观测数据,将解算结果与国际VLBI服务(International VLBI Service,IVS)结果进行了对比。分别采用基于内符合精度和IERS 08C04序列的定权方法对VLBI解算结果与GPS解算结果进行了加权平均,获得了VLBI和GPS技术对ERP和ΔLOD的协议结果。研究结果表明,VLBI解算结果与采用的插值方法有较大的关系,基于IERS 08C04序列的加权平均方法达到了利用VLBI解算结果对GPS解算结果进行修正的目的。VLBI和GPS技术的联合弥补了VLBI观测数据密度不够和GPS解算结果不稳定的缺陷,使解算结果的稳定性和可靠性有所提高。     

利用中国VGOS站开展国际联测的EOP精度仿真分析

甚长基线干涉测量(very long baseline interferometry, VLBI)是测量地球定向参数（earth orientation parameters,EOP）的主要空间测地技术之一,中国正在建设名为VLBI全球观测系统（VLBI global observing system, VGOS）的新一代测地VLBI站,通过国际联测优化站网构型是实现高精度EOP测量的必由之路。以3个中国VGOS站为核心站,通过引入2个国外站构建5站联合观测网,分析评估了不同站网构型的EOP测量能力。针对每个站网构型,通过调整4个约束条件的权重因子批量生成相应的观测纲要,采用蒙特卡洛仿真方法选择最优的观测纲要,评价指标为EOP解算值的可重复性。仿真结果表明,由中国站、南非哈特比站以及澳大利亚霍巴特站组成的网型EOP测量能力最强,相对于中国3站组成的网型,dUT1测量精度提高5.7倍,极移的X、Y分量的测量精度分别提高2.8倍和18.3倍。仿真结果可为后续开展高精度EOP组网观测提供参考依据。     

军测与国测DLG数据转换方法探讨

为加强数据共享,充分发挥自身的组织和技术优势,国家测绘地理信息局与总参测绘局采用共同协作、成果共享的方式,开始1：5万DLG数据的更新和测图生产。本文深入分析了军测DLG数据与国测DLG数据的异同,并结合生产实践,总结出了计算机程序处理和人机交互相结合的转换方法。     

利用VLBI数据进行天顶湿延迟的分析研究

利用VLBI观测数据处理得到的天顶湿延迟数据,分析4个VLBI测站2008年全年的天顶湿延迟的变化规律,给出结果。其次,采用Continuous VLBI 2008国际会议(CONT08)的原始VLBI数据算出天顶湿延迟数据,并与International VLBI Service(IVS)网站上公布的数据以及解算精度进行比较,给出比较结果。     

VLBI在GEO卫星精密定轨中的应用

影响GEO轨道确定精度的原因主要有两方面:一是高轨卫星的几何跟踪条件受到局部测轨网的限制;二是卫星相对于地面的动力学约束信息较弱。利用一个针对GEO卫星的简化动力法定轨的协方差分析模型,研究了联合测距跟踪网和甚长基线干涉测量(VLBI)对定轨精度的改善情况。指出测距系统的校正误差是常规测距跟踪网定轨精度的主要误差源;当附加一条东西向VLBI基线时,仅利用不定期的少量VLBI高精度数据就能够显著改善测距偏差对轨道的影响,从而保证了卫星的整体位置解算精度。