VLBI电缆延迟测量的改进设计

文章详细介绍了VLBI电缆延迟测量的改进设计,针对在电缆延迟校正器研制和使用中遇到的问题,重新设计了反射调制、电缆测量和相位比较模块,并作了详细的推导分析。在校正器设计中还增加了数据自动采集模块,将计数、串口通信、实时控制功能集成到FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片,提高了延迟校正器的使用灵活性,使数据采集实现完全自动化,降低了研制成本。     

一种基于相位的相对延迟变化测量方法

详细地介绍了VLBI系统的地面单元中电缆延迟变化的测量方法，这种基于相位的测量方法，为相关领域的高精度延迟测量提供了借鉴。概要介绍了地面单元中电缆测量、反射调制以及相位比较器的工作原理，对各个环节作了数学上的推导分析。给出了一个电缆相对延迟值随温度变化的测试样本。     

射电源结构对VLBI天体测量的影响

目前利用VLBIMK3系统确定的延迟测量的精度约为30ps,在这样的精度下,改善计算延迟的理论模型,考虑各种微扰改正（包含30ps量级）是非常重要的。在VLBI天休测量和测地计算的各种软件中,至今尚未计及射电源结构对延迟的影响。本文利用两子源模型对源结构延迟的大小及随时间的变化进行了计算,讨论了源结构延迟对VLBI天测和测地参数的影响,指出：（1）除对某些VLBI天测的射电源作长期的监测与研究,给出它们的双频综合图外,对大多数源可采用简单的两子源模型;（2）源结构对延迟的影响主要依赖于基线相对于源形态的主要特征的空间投影;（3）源结构延迟对天测和测地参数的影响达厘米和亚毫角秒量级。     

VLBI实验中相位校正信号的强度下相位误差关系的分析

相位校正系统是MK－Ⅲ系统中的重要部分之一。相位校正信号的优劣直接决定了实验结果的质量乃至成败。本文试图对这一信号的注入强度及相应的相位测定误差之间的关系作一些分析。     

基于卫星DOR信号的VLBI相时延解算方法研究

VLBI技术是深空探测中主要的测角手段,其对与视线垂直方向上卫星的轨道和位置变化有很高的灵敏度.基于DOR信号的VLBI观测量一般是群时延,其精度一般为纳秒量级,在约2000 km的基线长度上,月球探测器的位置测量误差达近百米,对深空探测器来说位置测量误差会更大.为了提高卫星测定轨测定位精度,研究了含微小偏倚量的VLBI相时延的解算算法,并利用嫦娥—号△DOR观测数据对连续观测和间断观测时的算法进行了验证.结果表明:两种观测模式下皆可行.经过比较,相时延的随机误差大幅降低.     

基于ROACH的微波全息法相关机设计

基于ROACH开发平台设计了一套适用于微波全息法测量的高性能实时数字相关机,采用了带通采样技术,无需在相关机之前进行基带转换,使全息测量硬件系统更加简洁;采样速率为10 Mbps~1 000 Mbps可调,采用数字混频、数字滤波,信号带宽和频率分辨率都易于调整,具有很大的灵活性和可扩展性。测试结果表明该相关机测量精度高、稳定性好、准确可靠。     

波片相位延迟的光强测量法研究

通过Mueller矩阵运算,推导出采用接收光强的方法计算波片相位延迟的唯一表达式,并由此总结归纳出4种测试波片延迟的方法,发现目前发表的多种光强测量法都可归纳为该4种中的一种.文中给出了这4种方法的测试原理,并对各方法中方位角误差带来的测量误差进行了分析及比对,给出不同方法所适宜的测试对象.     

VLBI相位校正信号提取的软件实现方法

从VLBI相关处理结果中提取的延迟值包括了天线、终端等设备的时延,必须对其加以修正,最终结果才能达到精度要求。提取相位校正信号,可以消除这些设备引入的时延,从而校正同一波前信号到达基线两端的几何时延。该文介绍了提取相位校正信号的原理、算法及软件实现方法。软件采用多线程和SSE技术,具备4台站多通道全部相位校正信号提取能力。     

50m天线射频信号光纤传输的设计和应用

简述了50m口径射电望远镜射频(Radio Frequency,RF)信号光纤传输的设计方案;并对光纤传输链路的性能指标进行了分析、计算和测试,验证了方案的可行性;最后初步讨论了光纤传输链路对整个系统的影响.     

星载氢钟VLBI观测实验及分析

中国计划于2025年左右建立月球轨道VLBI (Very Long Baseline Interferometer)测站,将会搭载被动型星载氢钟作为时间频率标准.由于是首次在VLBI观测中使用星载氢钟,需要研究和验证其可行性.因此,利用星载氢钟作为频率基准开展了VLBI观测.实验时,分别使用主动型地面氢钟和被动型星载氢钟作为频率基准,利用上海天文台佘山25 m射电望远镜和其他测站对我国火星探测器天问一号进行了交替VLBI观测.数据处理分析结果表明,基于地面氢钟与星载氢钟的VLBI残余群时延标准差均在0.5 ns以内,表明星载氢钟可满足深空探测VLBI测定轨的精度要求,验证了其作为月球VLBI测站频率基准的可行性.     

The Study on the Group Delay Jumping of CE-4 VLBI System

The phase delay software is a key component of VLBI (Very Long Baseline Interferometry) orbit determination system in CE-4 mission, which is critical to deep space exploration. When processing X-band DOR (Differential One-way Ranging) signals of probes in the past, the group delay jumping occasionally occurred in the observed scan. This paper consists of two parts. First, according to the VLBI station signal reception and VLBI center data processing steps, we analyzed the frequency, phase, power, and self-correlation spectrum of the signal, and located the influencing factor at the abnormal analog signal of Kunming (KM) station. Second, the group delay jumping was revised by the post-correction method, which was based on the analysis of the abnormal unwrap phase. We used the corrected phase to get the new group delay, and used orbit determination software to verify the effectiveness of the post-correction method, which upgraded the phase delay processing software.     

嫦娥四号VLBI群时延跳变研究

相时延处理软件是嫦娥四号(CE-4)任务甚长基线干涉测量(Very Long Baseline Interferometry,VLBI)测轨分系统软件配置项之一,利用其处理着陆巡视器X波段DOR(Differential One-way Ranging)信号时,观测弧段(scan)内偶尔存在残余群时延跳变问题.论文主要分为两部分:一是根据VLBI信号接收和数据处理流程,从相关相位、频率、幅度和功率方面进行分析,最终将影响因素定位在昆明测站模拟信号异常;二是以scan内时延跳变影响因素分析为基础,通过修正异常基线相关相位,研究残余群时延跳变事后改正方法,并利用定轨软件验证其有效性,升级了相时延处理软件.