佘山13m口径射电望远镜指向扫描数据解析

佘山13 m射电望远镜作为新一代天体测量与空间大地测量甚长基线干涉测量系统,配备有2～14GHz宽频接收机和X/Ka双频接收机。指向精度是射电望远镜性能的重要指标之一,一般要求好于最高配置频率波束宽度的1/10。对于佘山13 m口径射电望远镜,Ka波段32 GHz时的指向精度约为18 as。基于该望远镜的指向扫描实测数据,探讨了指向改正模型建立方法,包括测量功率曲线拟合、积分时间影响分析、指向改正模型参数设置等,实测评估了该望远镜的指向精度。所得指向改正模型可作为系统调试与改进的依据,也是望远镜系统指标测量和观测目标精确跟踪的保障,数据解析模型与分析流程可用于测量系统的日常指向精度检核,也可供类似工程测量参考。     

探索宇宙奥秘的巨大“天眼”——贵州500m口径球面射电望远镜(FAST)工程遥感选址

应用遥感技术结合地面调查在贵州南部岩溶地貌发育区, 找到了适合建造目前世界最大的500m口径球面射电望远镜(FAST)工程的岩溶洼地。并在此基础上, 对大窝凼洼地的地质地貌进行了遥感解译、开挖量计算和土地森林损失评估, 为该工程的顺利实施提供了科学依据。     

上海天文台Ф65m射电望远镜精密安装测量

报道上海天文台Ф65 m射电望远镜精密安装测量进展情况。在时间紧及软土地基等不利条件下,另辟蹊径,选择天线轨道螺栓头作为安装测量控制网的控制点,保证控制网的稳定、可靠。在天线背架检测方面,首次引入激光扫描仪,实现背架的快速、精密检测。在副面调整机构标定方面,引入最小二乘解算方法,解算精度高、收敛速度快。在主面测量方面,提出用仿真数据验证摄影测量精度的整体思路,模拟结果为实际测量方案的制定提供重要的参考。     

大射电望远镜馈源系统精调平台位置基准标定

Stewart并联机构作为大射电望远镜馈源系统的二次精调平台,由于馈源舱体的运动特性,精调平台的位置基准在测量坐标系下不断变化。针对大射电望远镜馈源系统精调平台位置基准的实时确定,给出了实用的测量方案及解算模型。在大射电望远镜馈源索支撑系统50 m缩比模型实验中得以应用。     

大射电望远镜5m模型一种高精度的定标方法

本文对大射电望远镜5米模型定标中存在的误差进行分析,提出一种新定标方案。该方案在计算测站点高差时避免了测量棱镜高和仪器高,通过测站点作水准网的平差并评定其精度,选出测站点中误差最小的点作为定向点定出X轴并建立坐标系,解算出各个测站点的精确的坐标。精度分析和多次的实验验证了该方案的有效性。     

大射电望远镜馈源系统精调平台位置基准标定

Stewart并联机构作为大射电望远镜馈源系统的二次精调平台,由于馈源舱体的运动特性,精调平台的位置基准在测量坐标系下不断变化.针对大射电望远镜馈源系统精调平台位置基准的实时确定,给出了实用的测量方案及解算模型.在大射电望远镜馈源索支撑系统50 m缩比模型实验中得以应用.     

m=n~k圆锥投影

本文讨论球体m=n~k的圆锥投影,导出了高纬及低纬地区的公式及其问的关系以及中纬地区公式及累加算法。文章还讨论了椭球m=n~k的圆锥投影公式和常数计算方法以及双标准纬线m=n~k的圆锥投影中参数与投影变形的关系;最后指出了该投影的研究价值和应用情况。     

使用参照物的射电望远镜中心坐标测量方法

为满足新建射电望远镜在单站或多站联合进行的深空探测或射电天文观测对中心坐标精确测定的要求,提出一种利用已知精确中心坐标的望远镜作为参照物,测量地平式射电望远镜中心点坐标的方法和测量数据处理方法。这一方法对场地和设备的要求较低,能够得到毫米级或亚毫米级的位置精度。尤其适合对天线阵列的中心位置进行测量。对国家天文台密云观测站的40 m射电望远镜进行了中心坐标测量,位置均方根误差为2.312 mm,满足了后续的观测工作对其位置的需求。     

50 m天线轨道调整方法

介绍50m天线的工程概况以及全站仪、数字水准仪和合相水平仪在天线轨道调整中的应用,重点介绍轨道径向偏差和法向偏差测量方案的制定以及轨道调整的具体实施方法,对相关工程有一定的参考价值。     

用CHAMP卫星资料反演地球中性大气参数

介绍了利用GPS掩星反演地球中性大气参数的原理.在实际解算中,总结出用迭代法解多普勒观测方程、数值积分法求大气折射指数、用最小二乘法模拟大气折射指数与高度的函数关系.对特定掩星事件的数据进行了反演计算,并对计算结果进行了分析.     

GIS在无线电波覆盖范围分析中的应用研究

基于无线电波传输损耗计算模型,结合GIS空间分析方法对复杂地形的无线电波通信覆盖范围进行计算,并采用动态可视化技术对无线电覆盖范围在地图上进行表述。为无线电台基站的规划布设提供依据,提高了决策的准确性与直观性,并在项目实践中取得了较好的应用效果,具有一定的参考价值。     

FAST天线用于VLBI观测系统性能分析

讨论了射电天线用于天文观测和VLBI大地测量时的几项性能参数；列出了我国现有射电天线组成系统时的工作性能和观测精度；计算了利用我国现有射电天线与FAST天线组成基线进行观测时的系统性能以及所要求射电源的最低流量密度。由此可以看出FAST天线用于VLBI观测具有巨大潜力。     

全站仪测量系统在50m天线地脚螺栓检测中的应用

介绍了50 m天线导轨地脚螺栓检测的概况,重点介绍了运用全站仪配合自行研制的工装进行测量的方法,并给出了数据归算公式及数据分析实例.     

Modeling thermal deformation of VLBI antennas with a new temperature model

Temperature variations at very long baseline interferometry (VLBI) sites cause thermal deformations of the VLBI antennas and corresponding displacements of the VLBI reference points. The thermal deformation effects typically contain seasonal and daily signatures. The amplitudes of the annual vertical motion of the antenna reference point can reach several millimeters, depending on the design of the antenna structure, on the material, and on the environmental effects such as global station position, station height and climatology effects. Simple methods to correct this effect use the difference of the environmental temperature with respect to a defined reference temperature, the antenna dimensions, the elevation of the antenna, the material of antenna structure. Applying these simple models for thermal deformation in the VLBI data analysis improves the baseline length repeatability by 3.5%. A comparison of these simple models with local thermal deformation measurements at the antennas in Onsala and Wettzell show that the local measurements and the modeled corrections agree well when the temperature of the antenna structure is used, but agree less good when the surrounding air temperatures are used. To overcome this problem we present a method to model temperature penetration into the antenna structures, that allows to model thermal deformation effects that agree with the observed vertical deformation of the Onsala and Wettzell radio telescopes with a root mean square deviation of 0.07 and 0.13 mm, respectively. Possible implementations in the VLBI analysis are presented, and the definition of an adequate reference temperature is discussed.     

Antenna Mask Design for SAR Performance Optimization

In this letter, an effective technique for synthetic aperture radar (SAR) antenna mask design is presented for optimizing the system performance of an active phased array SAR. The SAR antenna radiation pattern has an important effect on the system performance. Therefore, the authors derived the quantitative equations for the SAR antenna mainlobe and sidelobe mask design on the basis of the system performance measures such as the range-to-ambiguity ratio (RAR), the noise-equivalent sigma zero (NESZ), and the radiometric accuracy. The antenna mask template should be designed to minimize the ambiguous signals reflected from the antenna sidelobes and maximize the system sensitivity, i.e., the NESZ, determined by the antenna mainlobe. The simple iterative method such as random-mutation hill climbing was utilized to successfully assign the sidelobe level at each ambiguous area using the derived equations. Finally, the antenna patterns were synthesized with reference to the optimized antenna mask templates using the particle swarm optimization, and the swath width, RAR, and NESZ performances were evaluated in order to confirm the effectiveness of the proposed technique.      

双极性天线在多路径效应探测中的应用

多路径效应是影响卫星定位精度和稳定性的重要因素。针对多路径环境复杂多变难以进行分析的问题,该文提出了一种利用双极性天线探测多路径的方法。详细介绍了反射信号的极性特征;通过判断信号的极性可以有效地区分直射信号和反射信号。分析了通过信号极性实现多路径探测的理论:组成双极性天线的右螺旋圆极化天线和左螺旋圆极化天线能够分别输出卫星信号中的右螺旋圆极化分量和左螺旋圆极化分量,如果两个分量的载噪比差值大于一定的门槛值,就可以推断卫星信号在传输过程中经历了多路径效应。最后通过仿真实验验证了该方法的可行性和有效性。     

顾及不同天线相位中心改正模型的北斗空间信号精度评估方法

IGS各分析中心提供的北斗精密轨道和精密钟差产品可能因采用不同的天线相位中心模型而存在一定差异,其对精密产品之间的比较以及利用精密产品评估北斗空间信号精度会产生一定影响。首先利用实测观测数据深入分析了采用不同天线相位中心改正模型对精密轨道和钟差的影响规律,在此基础上提出了顾及不同天线相位中心改正模型的北斗空间信号精度评估方法,以欧洲定轨中心、德国地学中心、武汉大学提供的精密轨道和钟差作为参考,对北斗广播轨道、广播钟差以及空间信号精度进行了分析和比较。结果表明,在考虑了卫星天线相位中心改正模型的差异之后,采用不同分析中心提供的北斗精密轨道和精密钟差作为基准评估出的空间信号精度基本一致,地球同步轨道卫星优于1.68 m,倾斜地球同步轨道卫星优于0.78 m,中地球轨道卫星优于0.66 m,验证了所提出的评估方法的正确性。     

旋转载体多天线对GPS卫星可见性分析

利用GPS测量高动态旋转载体飞行轨迹时,一般采用多个天线实现对GPS卫星的连续覆盖。如何选取合理的天线数,在增强天线覆盖特性和降低接收机设计的复杂性等方面达到最优,需要进行分析计算。在综合分析卫星仰角、GPS天线增益以及空间载体旋转对GPS卫星可见性影响的基础上,采用一种新的卫星可见性判断方法,仿真验证了不同天线数在载体旋转条件下对GPS卫星的连续覆盖特性,给出了适用于旋转载体弹道测量的合理的天线数目,具有一定的工程实用意义。     

罗兰-C小型有源接收天线设计与仿真

针对罗兰-C无线电导航信号接收需求,研究一种高性能的罗兰-C小型有源接收天线,可以减小天线体积和安装难度,方便罗兰-C导航接收机的使用,具有较高的实用意义. 天线主体采用磁棒线圈天线接收长波频段罗兰-C信号,在天线内设计了包含放大电路、带通滤波电路、差分输出电路和供电电路在内的前端信号调理电路,从而增大信号灵敏度,提高信噪比;设计了一体化的天线结构,以便工程化应用. 通过仿真和实测结果表明:该天线在工作频带内,可以全向高效接收罗兰-C信号,而且对接收到的微弱罗兰-C信号进行放大并滤除带外噪声,信号强度和信噪比满足使用要求. 该天线具有体积小、灵敏度高、使用方便的特点,可应用于罗兰-C无线电导航,组合导航、附加二次相位时延计算等场景.      

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。