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。     

采用全球定位系统—甚长基线干涉测量(GPS/VLBI)技术进行厘米级的定位

<正> 引言自开展甚长基线干涉测量(VLBI)以来已历时数年,它是常规射电天文学发展的必然结果,又是精密测定射电源结构与位置的工具。VLBI技术的另一应用方式是,非常精确地测定大地测量距离。以     

地球动力学中VLBⅠ和卫星激光测距的应用

NASA地壳动力学计划把甚长甚线干涉仪(VLBI)系统和卫星激光测距(SLR)系统应用于地球动力学测量。在VLBI中,两台或两台以上的射电天线接收并相关地记录来自遥远类星体的射电噪声信号。这些互相关记录信号可确定测站之间相对的信号延迟以推出测站间基线向量。SLR系统利用短激光脉冲的时间函数精确地确定至角反射器卫星的距离。把来自数测站对同一颗卫星的距离测量应用在轨道分析程序中,可确定测站位置和测站之间的基线向量。利用这些系统的测量,在几千公里距离上已获得了长度为几厘米的精度。     

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。     

VLBI全球观测系统(VGOS)研究进展

甚长基线干涉测量(VLBI)因其独具的超高空间分辨率和定位精度,使其从20世纪70年代末开始就一直是各国的大地测量学研究热点。然而目前VLBI的测量水平依旧不能满足许多需要毫米级精度的科学和工程领域的需求。为促进实现全球尺度下1mm位置精度的目标,国际VLBI大地测量与天体测量服务组织(IVS)正在推进新一代VLBI全球观测系统,即VGOS。本文从组成VGOS测站的各个子系统入手,介绍了国内外当前的进展情况及未来VGOS的发展趋势,并在最后列出了现阶段依旧面临的问题和挑战。     

关于脉冲星参数的我国VLBI网测量

根据毫秒脉冲星计时测量和深空导航应用的基本原理,分析了对脉冲星位置、自行和视差等天体测量参数的VLBI测量精度需求,讨论了我国VLBI网的现有观测能力和不足及可能的改进途径,包括天线后端配置、时钟同步和数据互相关处理等。     

利用射电天线轴线信息测定VLBI站点垂线偏差

本文采用直接法推导了射电天线轴系误差的指向改正模型的完全表达式,统一了轴系误差指向改正模型与L?sler归心测量模型中共有轴系参数的定义,建立了射电天线指向测量模型与归心测量模型中天线方位轴倾角参数间的联系,从而实现了利用射电天线方位轴信息测定VLBI测站垂线偏差(DOV)的方法.该方法不依赖专用DOV测量设备,仅需天...     

关于我国天测与测地VLBI网络未来建设的讨论

结合国内外VLBI技术发展的历史、现状与动态,从天体测量、空间大地测量和深空探测等角度,对我国天测与测地VLBI观测网络的未来建设进行了需求分析和测站配置技术指标分析。     

与欧洲和全球计划相结合的德国大地测量甚长基线干涉测量计划的目的和设想

1、前言当前,甚长基线射电干涉测量(VLBI)方法可算是环球大地测量中除人卫激光测距和激光测月外最精确的方法。在大地测量中应用甚长基线干涉测量技术首先在美国取得了显著的成就:用佳于1分米的精度测定了横贯大陆和洲际距离。借此可以开始用直接长度测量对地球变形和地壳各部分的大面积地壳构造位移进行定量分析研究。此外,可以根据甚长基线干涉测量原理对银河系外射电源系统建立的固定联系,     

差分VLBI测量的一种实现方案

差分VLBI通过交替观测目标天体和参考天体,将共同的误差因素从观测量中扣除,能够实现高精度的相对定位,因而在深空探测中有重要作用。然而,差分VLBI高精度的实现要求目标天体和参考天体的角距很近,这大大限制了其应用。讨论设计了差分VLBI测量的一种实现方案,利用多颗参考源的观测内插出目标源的非几何时延修正,放宽了对目标源和参考源的角距限制。该方案在S波段对目标源非几何时延的修正精度可以达到1 ns水平。     

差分VLBI测量的一种实现方案

差分VLBI通过交替观测目标天体和参考天体,将共同的误差因素从观测量中扣除,能够实现高精度的相对定位,因而在深空探测中有重要作用.然而,差分VLBI高精度的实现要求目标天体和参考天体的角距很近,这大大限制了其应用.讨论设计了差分VLBI测量的一种实现方案,利用多颗参考源的观测内插出目标源的非几何时延修正,放宽了对目标源和参考源的角距限制.该方案在S波段对目标源非几何时延的修正精度可以达到1 ns水平.     

VGOS超宽带观测的首次UT1测量数据处理及分析

在国际甚长基线干涉测量（very long baseline interferometry, VLBI）大地测量与天体测量服务组织协调下,首次利用隶属于VLBI全球观测系统（VLBI global observing system, VGOS）的美国Kokee和德国Wettzell观测站及并置的传统VLBI观测站开展了世界时（universal time, UT1）联合测量试验,观测数据在上海VLBI中心进行了干涉处理。结果表明,VGOS超宽带观测系统的UT1测量精度约为7 μs,并置基线的传统S/X双频系统测量精度约为14 μs,VGOS系统的UT1解算结果优于S/X系统。通过试验建立了从相关处理、相关后处理到UT1参数解算的完整数据处理流程,验证了上海VLBI相关处理机的VGOS数据处理能力,为承担国内和国际VGOS观测数据的相关处理任务奠定了基础。     

地球定向参数测量发展现状和展望

随着我国空间探测工程的快速发展,对地球定向参数(EOP)的精度需求越来越高. 通过对地球定向参数的测量原理进行介绍,以现有的经典光学观测手段、甚长基线干涉测量(VLBI)、全球卫星导航系统(GNSS)、多里斯系统(DORIS)、激光测月(LLR)和卫星激光测距(SLR)等为代表的现代空间大地测量手段对地球定向参数测量原理及特点进行全面的阐述,对地球定向参数的自主测量与服务进行展望,为我国建设自主的地球定向参数测量系统提供理论基础和参考.      

建立我国高精度空间动态监测网的设想

一、科学目的和实用意义甚长基线干涉测量(VLBI)、卫星激光测距(SLR)和全球定位系统(GPS)等空间技术的发展,开辟了研究地球运动的新途径。这些空间技术以厘米级的精度测定现代的地球整体运动(地球自转和极移等)和局部运动(板块运动和区域性地壳形变等)。这一事实引起了地球动态研究的深刻变化。在理论上,这对研究地球运动状态和动力学机制,研究地壳运动的演化理论和驱动机制,研究反演地球内部的物理结构和迁移规律,以及研究地球及行星的起源和演化都有着十分重要的科学意义。在实践上,这     

相对论框架中的VLBI观测模型

本文以太阳系质心参考系为基础推导了VLBI时延和引力延迟的后牛顿表达式;讨论了各天体对VLBI时延的影响量级及其作用范围;并根据地心参考系与太阳系质心参考系的坐标转换关系,给出了地心参考系中的VLBI观测模型。建议采用(25)式和(16)式作为VLBI时延和引力延迟改正的计算公式。     

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。     

2008年佘山25m射电天线归心测量

介绍了2008年中国科学院上海天文台佘山25 m VLBI射电天线的归心测量方案、观测及资料处理情况。此次测量在资料解析方法上提出了改进,通过坐标系变换,把三维拟合问题转换为二维平面问题,有效控制了观测噪声的影响,确保了参数解的精度和稳定性。     

我国发射射电卫星的作用及关键技术研究

论述了我国发射射电卫星对于天文学和射电天文方法的发展、我国月球及深空探测计划、大地测量和天文地球动力学的研究和发展等方面的意义;根据VLBI卫星的技术和应用特点,分析了射电望远镜及相关设施的技术要求和指标,比较全面地分析和总结了VLBI卫星及相关设施的关键技术和方法。     

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。     

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