上海天文台GPS掩星技术研究现状

简要地介绍了GPS/LEO卫星无线电掩星技术的基本原理、意义以及国际上的最近动态 ,列举了几个主要的LEO卫星计划 ;重点分析了GPS掩星探测地球大气技术中需要注意的若干问题 ,并推出可能采取的改进方案和相应的技术路线。上海天文台在GPS/LEO空基气象学中已经成功地提出 :通过通约LEO/GPS轨道方法 ,实现掩星地面观测点控制的新思路。作为一个应用实例 ,针对东中国海洋上空大气状况对中国东部经济发达的地区特别是上海地区的天气有着重要影响的背景 ,提出利用通约LEO/GPS卫星可对该地区大气实施监控。为了充分利用GPS/LEO掩星观测资源 ,上海天文台开展了振幅反演的计算方法研究 ;提出了在振幅反演中存在着无线电信号几何衰减和物理衰减两种不同的衰减机制 ,并考虑了它们的数学模型以及对反演结果的影响。简要地叙述了掩星质量因子的定义和计算方法。作为国内天文地球动力学研究中心 ,上海天文台将与国内外一些合作单位考虑建立GPS/LEO掩星技术观测处理的软件系统。作为空基GPS气象学的推广 ,还考虑进行山基和飞机载掩星观测实验 ,论证用这些方法监测局部大气剖面的可行性以及它们在国民经济和科学研究上的作用     

上海天文台GPS掩星技术研究现状

简要地介绍了GPS／LEO卫星无线电掩星技术的基本原理、意义以及国际上的最近动态，列举了几个主要的LEO卫星计划；重点分析了GPS掩星探测地球大气技术中需要注意的若干问题，并推出可能采取的改进方案和相应的技术路线。上海天台在GPS／LEO空基气象学中已经成功地提出：通过通约LEO／GPS轨道方法，实现掩星地面观测点控制的新思路。作为一个应用实例，针对东中国海洋上空大气状况对中国东部经济发达的地区特别是上海地区的天气有着重要影响的背景，提出利用通约LEO／GPS卫星可对该地区大气实施监控。为了充分利用GPS／LEO掩星观测资源，上海天台开展了振幅反演的计算方法研究；提出了在振幅反演中存在着无线电信号几何衰减和物理衰减两种不同的衰减机制，并考虑了它们的数学模型以及对反演结果的影响。简要地叙述了掩星质量因子的定义和计算方法。作为国内天地球动力学研究中心，上海天台将与国内外一些合作单位考虑建立GPS／LEO掩星技术观测处理的软件系统。作为空基GPS气象学的推广，还考虑进行山基和飞机载掩星观测实验，论证用这些方法监测局部大气剖面的可行性以及它们在国民经济和科学研究上的作用。     

对称模式下的CHAMP弯曲角掩星数据同化

简单介绍了无线电掩星技术探测行星大气的发展史,列举了该技术中存在的若干问题。从 Eyre提出的统计学的最优估计反演方法,比较了用相位、弯曲角和折射率作为同化因子时出现的问题和各自的优缺点。对弯曲角同化因子,以欧洲中期天气预报中心(ECMWF)资料为背景场,运用一维变分技术,进行CHAMP掩星观测资料变分同化反演,从而获得水汽和温度剖面。将反演获得的气象剖面与非同化的剖面作比较,并且采用相应的探空气球资料作为验证,可以看出变分同化技术比传统的标准反演技术反演误差小。证实掩星数据资料的一维变分同化技术可以改进目前的数值天气预报模式。     

掩星情报站

七月份适合观测的掩星事件数量也比较多,共有三次月掩星和四次小行星掩星现象,在这几次月掩星中,被掩星最亮的为2．9等。而小行星掩星中,被掩星最亮的为8．1等,这几次小行星掩星的最长掩食时间均不超过两秒钟。     

掩星情报站

九月份一共有3次月掩星、5次小行星掩星事件适合爱好者观测,在月掩星事件中,被掩星最亮的是4．4等,小行星掩星事件中,被掩星最亮的为8．0等,小行星掩星的最长掩食时间为2．7秒钟。     

掩星情报站

在阳春四月春暖花开之际,适合观测的月掩星现象仅有一次,而适合观测的小行星掩星现象多达10次之多。其中一次现象掩食最长时间长达11.5秒,在这些掩星现象中,最亮的被掩星为6.3等,极其适合观测。     

掩星情报站

三月份仅有两次适合观测的月掩星现象,但这两颗被掩星均亮于四等,分别是月掩2．9等的天蝎σ星和月掩3．5等的双子δ星,这两次掩星现象分别发生在下弦和上弦前后,所以极其适合观测。小行星掩星适合观测的有八次,掩食时间最长的一次长达15秒。其中被掩星亮于6等的就有三次,为我们观测小行星掩星提供了难得的观测练习机会。     

掩星情报站

这个月仅仅有两次较适合观测的月掩星现象,而且均是发生在凌晨。小行星掩星也只有四次比较适合观测,掩食时间最长的持续2．7秒。     

掩星情报站

三月份共有三次适合观测的月掩星,九次小行星掩星。三次月掩星中仅有一次最适合观测,有五次小行星掩星最适合观测,这五次小行星掩星中被掩星最亮的是6．5等,也是掩食时间最长的,可达4秒。     

掩星情报站

八月份适合观测的月掩星仅仅只有一次,被掩星亮度是4．2等,小行星掩星事件就有6次,而新疆地区就可见4次之多,在小行星掩星中,被掩星最亮的为6．4等,这几次小行星掩星的最长掩食时间最长的为2秒钟。     

CHAMP观测资料的振幅反演初步结果

在几何光学和薄相位屏的假设下，给出GPS／LEO无线电掩星反演地球大气技术中振幅反演的计算方法．从产生接收信号振幅变化的机制出发，提出产生信号振幅变化的几何衰减和物理衰减两个不同的源．利用CHAMP卫星观测资料的个例，用观测信噪比序列进行了大气弯曲角、大气折射率、压力、温度剖面的反演；并与相位反演结果进行比较和讨论．     

加速仪数据在CHAMP卫星精密定轨中的贡献

通过用几个实例计算，评估了CHAMP卫星加速仪数据对SLR数据定轨精度的贡献．结果显示用加速仪数据代替非保守力对CHAMP卫星进行精密定轨时，其SLR的残差从原来的16．5cm减少到2．7cm，与精密轨道相比，卫星位置误差由18．9cm减少到6．2cm(一天资料)．     

GPS/LEO掩星技术中超折射效应的修正

在GPS掩星探测地球大气技术中，Abel积分变换要求大气折射指数n是折射半径a的单值函数，当大气折射率的垂直梯度达到小于一个极限值dN／dr≈-0．16N-unit m^-1上述单值性不成立，称其为超折射，此时Abel积分变换不再适用,如果还是在形式上应用经典的Abel变换，在反演结果中就会产生负大气折射率偏差．描述了低对流层中超折射现象的物理特性和数学表示；在广义Abel积分变换的基础上，讨论了超折射层内和超折射层下的大气剖面反演算法；选择了一个简单的采样间隔内等大气折射率垂直梯度假设，对英国高分辨率无线电探空观测资料进行模拟计算，验证了负超折射与大气折射率偏差的关系，并提出的广义Abel变换的合理性.     

中国境内有关天文气候资料的初步统计分析

统计了全国２３９个气象台站的云量和扬沙天数资料，说明云量较少的地区多分布于内蒙、西藏、甘肃、新疆、宁夏等省、自治区，但在西北地区扬沙天气较多。     

Processing and Analysis of X-ray Timing Data for Crab Pulsartwo

The X-ray timing data for the Crab pulsar obtained by the Chinese X-ray pulsar navigation test satellite are processed and analyzed. The method to build the integrated and standard X-ray pulse profiles of the Crab pulsar by using the X-ray pulsar observation data and the satellite orbit data is described. The principle and algorithm for determining the pulsar's pulse time of arrival (toa) in the frequency domain are briefly introduced. The pulsar's pulse time of arrival is calculated by using the timing data of 50 min integration for each set of observational data. By the comparison between the observed Crab pulsar's pulse time of arrival at the solar system barycenter and that predicted with the Crab pulsar ephemeris, it is found that the timing accuracy is about 14 μs after the systematic error is removed by a quadratic polynomial fitting.     

GP S数据处理策略对成果精度的影响及可靠性分析

高精度全球定位系统(Global Positioning System,GPS)数据处理的成果精度往往受海潮模型、卫星轨道约束模式、星历产品等数据类型及处理策略的制约.在考虑上述影响因素的前提下进行相关实验,并基于误差理论提出一种增加基线解算次数组合平差的方法,以提高基线解算精度.实验结果表明,数据处理中置入海潮模型较...     

GPS/LEO掩星观测的变分同化技术

在简单介绍GPS/LEO掩星探测大气的发展历史和科学意义之后,详细阐述了反演的基本原理;分析了标准反演中存在的问题,并说明一维变分同化(1DVAR)在反演方法中的重要性;给出了一维变分同化中价值函数的求解,以及各种同化因子;简单介绍了对当前气象学中普遍使用的四维变分同化(4DVAR);重点讨论了各种同化方法,以及使用各种同化因子的优缺点。最后,通过CHAMP卫星的观测实例分析,验证了GPS数据在数值天气预报(NWP)中的作用,以及相对于标准反演法一维变分对气象要素的改进。     

天文卫星下传数据处理系统的规划

天文卫星获取的数据需要经过卫星下传数据处理系统的一系列加工,生成可以分析的数据产品,这些产品及相应软件要发布给国内外用户,同时数据处理系统还要监测载荷状态、数据质量及天体源爆发等。这样,下传数据处理系统的建设直接关系到物理成果的获取,规划该系统就变得非常有意义。从数据产品定义、子系统规划、数据流程等方面介绍卫星下传数据处理系统的规划,并提出以模块化开发方式从整体上协调各个子系统的开发,使各个系统及其软件相互配合,共同促进科学产出。     

Properties of OH Megamaser Galaxies in the Radio Continuum. II. Data Analysis

The properties of OH megamaser galaxies in the radio continuum are discussed. Many radio sources in OH megamaser galaxies exhibit relatively flat (α ≥ −0.5) radio spectra between frequencies of 1.49 and 8.44 GHz along with high brightness temperatures (T_b ≥ 10⁴ K). In these galaxies the line and radio continuum fluxes are not correlated. The continuum radio emission of OH megamasers is predominantly nonthermal and is associated either with an active nucleus or with compact star formation. The thermal component of the radio emission from these galaxies can be neglected. The observed flat radio spectra and high brightness temperatures imply the existence of an active galactic nucleus, although some megamasers may be associated with compact star formation.__________Translated from Astrofizika, Vol. 48, No. 2, pp. 281–290 (May 2005).     

射电望远镜控制系统中的数据传输序列化分析

控制系统能衔接、集成和管理射电望远镜的软硬件系统。控制系统的序列化工具可以将射电望远镜的不同设备、操作系统、编程语言和网络之间传输的信息进行编码和解码,增强系统之间数据的传输效率。分析和比较了3款二进制序列化工具Msgpack,Protobuf和Flatbuffers的编码原理及特性,并通过一个实例测试了它们的序列化数据大小、序列化时间和中央处理器利用率。结果表明,Msgpack的综合性能优于Protobuf和Flatbuffers,适用于周期长、需求易变的射电望远镜系统之间传输信息的编码和解码。