同波束VLBI差分时延率研究

通过分析SELENE的两颗小卫星Rstar和Vstar的同波束VLBI数据,发现两卫星间差分时延率中由中性大气和电离层引起的长周期变化已被去除,且在小角距时,短周期变化也能绝大部分被去除。但角距离越大,去除部分越小。通过将2008年一年中8个台站组成的所有基线的相关相位拟合残差数据分别平滑积分30 s与60 s后,再通过5点直线拟合求得时延率,得出单卫星时延率随机误差分别约为0.32 ps/s RMS与0.20 ps/s RMS,而差分时延率随机误差分别为0.19 ps/s~0.32 ps/s RMS与0.09 ps/s~0.17 ps/s RMS。单卫星的时延率随机误差在秋季最大,春季最小,而差分时延率的随机误差在全年基本稳定。     

探月卫星同波束VLBI差分相位时延闭合计算与分析

针对同波束干涉测量中差分相位时延模型验证、解算结果周跳检测与校正问题进行分析。给出了相位闭合和差分相位时延闭合计算原理与方法,并以SELENE任务中解算的差分相位时延数据为算例进行分析,差分相位时延闭合计算结果小于几皮秒。验证了差分相位时延基于同一波前的模型,可用于对差分相位时延中周跳问题进行检测,可对数据波动情况进行监视,为数据后处理提供依据。在实际应用中,该方法可随着数据处理过程的推进同步进行,因此,十分有利于同波束干涉测量方法的实时实施,并应用于卫星导航。     

月球交会对接VLBI差分时延研究

中国探月3期任务中,月球交会对接技术是任务成功的重要保障.利用嫦娥3号(CE03)绕月飞行的VLBI (Very Long Baseline Interferometry)时延数据,模拟仿真绕月交会对接过程中,同波束VLBI观测模式下,差分群时延的变化情况.仿真结果显示,在远程导引段,轨道器和上升组合体轨道距离保持100 km,持续半小时,差分群时延很好地反映了两者的轨道信息,可以用于定轨定位;自主控制段,上升组合体靠近轨道器,在轨道距离从5 km减小到20 m过程中,上升组合体加速追赶轨道器时,差分群时延快速趋近于0,上升组合体减速远离轨道器时,差分群时延绝对值快速变大.最后,利用嫦娥3号奔月段同时发射两个DOR (Differential One-Ranging)信号的VLBI时延数据,计算差分相时延,初步展示了月球交会对接过程中同波束VLBI差分相时延的误差情况.     

基于同波束VLBI的双差分电离层电子总量抖动与角距离关系模型

深空探测器信号穿过地球电离层时会产生信号时延和相位抖动,从而对VLBI(Very Long Baseline Interferometry)测量精度产生很大影响.利用日本SELENE 2颗小卫星Rstar和Vstar的4测站6基线长达1 yr的同波束VLBI观测数据,首次解算出了双差分电离层电子总量抖动的均方根和角距离的关系模型.6条基线的双差分电离层电子总量抖动的均方根r(单位为TECU)和角距离θ(?)的关系模型为:r=0.773θ+0.562,由基线反演出的4个测站的关系模型为:r=0.554θ+0.399.研究成果对差分相时延的解算和行星电离层掩星观测研究均有重要参考意义.     

VLBI观测中不同对流层大气时延模型的比较

本采用上海、昆明和乌鲁木齐三个VLBI站各自不同的大气参数分别计算并比较了Chao、Marini和CfA-2.2三个大气时延械琪不同地平高度ε的映射函数所对应的理论大气时延值。结果表明，Marini模型有相对较大的偏差；Chao与CfA-2,.2模型相比较，在ε=10°＋20°范围，夏季湿性大气时延偏差的三个站的平均为＋47mm- 6mm，而冬季干性大气时延偏差的相应平均为-28mm--9mm；在平均大气条件下，偏差值约为10mm左右。分析表明，Chao与CfA-2.2模型的理论时延之差与季节分布有关，可能的原因来自Chao模型的影响和CfA-2.2模型中湿映函数的误差，有这待于未来VLBI观测结果的进一步试算和对大气时延模型的改进。     

地球同步卫星的VLBI观测

介绍了差分VLBI技术确定空间飞行器位置的原理。在上海、乌鲁木齐和昆明站开展了对地球同步卫星的首次国内差分VLBI观测 ,实验中选择 3颗角距小于 15°的ICRF射电源作为参考源 ,克服了卫星观测的特殊性带来的困难 ,成功地获得了卫星信号的干涉条纹。基于条纹拟合的结果和系统差分析 ,估计双差单向测距的总误差约为 4 1cm ,双差单向测速的总误差约为 0 .14 8mm/s,相当于在地球同步轨道上 8m的位置误差和 2 .8mm/s的速度误差     

乌鲁木齐天文站在月球探测同波束干涉测量中的作用

首先简要介绍同波束干涉测量技术,随后叙述中国科学院国家天文台乌鲁木齐天文站在2008年成功完成了约200 h日本月球卫星SELENE同波束较差甚长基线干涉测量,并阐述乌站在此次VLBI中的作用。给出利用SELENE的观测数据,分析、解算出乌站25 m天线与日本VERA网相关台站基线Rstar、Vstar的S1、S2、S3、X频段的较差相关相位、较差相关相位残差,以及对各频段的较差相关相位、较差相关相位残差比对,最后获得较差相位时延。结果显示,同波束甚长基线干涉测量比传统VLBI观测得到的群时延精度提高了1～2个量级。     

不同VLBI计算EOP序列的比较与讨论

本对三个不同的EOP序列作了相互比较，结果表明，它们之间的差异是明显的。对采用不同相对论时延模型的VLBI EOP序列和采用τ i与τ实验资料的EOP序列也分别进行了比较与讨论。     

连线干涉系统测量共位双星宽带信号处理与分析

随着人类空间活动的急剧增加,同步轨道资源已变得十分稀缺。为此人们采用了多星共位技术,来充分挖掘同步轨道资源。多星共位中,由于卫星存在位置漂移的情况,安全问题成为维护卫星正常工作必须考虑的问题之一。考虑到同步卫星的轨道特性,常采用三程测距的方式对卫星进行测轨,而且需要较长时间的测轨弧段。连线干涉测量可以获得高精度的差分相位时延,这对卫星在垂直视线方向上构成了很强的约束。给出了连线干涉测量系统设计及测量数据处理方法,并对测量中的关键技术与设备特性、测量数据精度进行了初步分析。     

太阳系天体地面VLBI观测的相对论时延模型

以太阳系质心参考系为基础，根据太阳系的质心参考系和非旋转地球质心参考系的坐标转换关系，推导了太阳系天体地面VLBI观测的相对论时间延迟模型，给出了一个通用的解析表达式．根据这一公式可以得到平劲松博士所采用的公式，以及当地心与源的距离无限大时，可得河外射电源VLBI观测的Zhu—Groten模型、Shapiro模型和IERS(92，96)推荐模型．所推导的公式严格解析且无误差，在实际应用中建议采用这一公式．同时详细地讨论了所推导公式的实用范围和各种舍掉项的量级估计，并详细给出了时间延迟理论模型的计算步骤．     

3C454.3第二历元327MHz VLBI观测的模型拟合结果

根据对河外射电源3C454.3第二历元327MHz的VLBI观测数据的多分量模型拟合，得到该源5个分量的模型拟合结构。该结构的尺度从几百毫角秒延伸到几个角秒。与Merlin的观测结果比较，有迹象表明存在一个新的分量C4。     

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.     

差分观测与伪距观测的定位精度

严格论证了在对空间或地面目标的定位中,利用伪距测量观测模型的几何因子大于用台站间一次差分观测模型的几何因子.此外,台站间完全差分测量观测的定位精度优于不完全测量情形的定位精度.这些结果给人们在实际工作中采取何种定位方式提供了可靠的理论依据.     

月掩金星的观测与拍摄

当月亮运行到地球和太阳之间,同时三者又恰好在一条视线上,从地球上看去,月亮遮住了太阳,于是发生了日食。同样的道理,当月亮遮住的天体是比较远的行星时,这种天象就叫月掩行星。几百年前,天文学家用望远镜观测月掩星时就已发现被掩的恒星是瞬息即逝地立即消失,而后又干净利落地复现。如果月亮是个有大气层的天体,当月掩星之前,将要被掩的恒星的亮度会逐渐减弱并消失在月亮的东边缘;过一会,被掩的恒星会从月亮的西边缘出现并一点点变亮。正因为没有观测到这种现象,所以从那时起人们已知道,     

VLBI MK5B通道检测软件的设计与实现

针对国际上VLBI专用硬盘记录终端升级到MK5B后,数据记录格式发生了显著变化,设计了能够适应MK5B数据格式的通道检测软件。MK5B通道检测软件主要用于检查硬盘记录器记录数据的可读性以及确认接收机和VLBI终端等观测设备的参数设定。在软件设计过程中,考虑到软件的可维护性及可移植性,采用面向对象的设计方法。通过对两段观测数据的处理表明,MK5B通道检测软件工作稳定,处理结果正确,能够满足工作需要。     

并置VLBI站的相对形变及其与全球解结果的比较

基于ITRF2000地球参考架的三维VLBI站速度矢量和NNR-NUVEL-1A地球板块运动模型，采用观测的VLBI基线长变化率作为约束，估计和讨论了全球6个并置VLBI站的局部或区域性地壳的相对形变，并与国际地球参考架ITRFs解和VLBI全球解glb2003以及VTRF2003的结果进行了比较．结果表明日本Kashima与Kashim34VLBI站之间，美国GREENBANK的NRAO20与NRAO85-3站之间可能存在每年约近4毫米的相对垂直形变；WESTFORD与HAYSTACK二站间每年近2毫米的垂直形变率差基本可得到肯定，KOKEE和KAUAI二站的垂直形变率约有每年1至3毫米的差．利用如下方法能较可靠地检测出并置VLBI站间的局部或区域性的地壳垂直形变，改进ITRF解的可能不足．     

用于VLBI数字基带转换的多相滤波技术研究

该文阐述了利用低通滤波器和多相滤波器技术实现VLBI数字基带转换的原理,建立了采用多相滤波器与FFT技术的数字基带转换系统的仿真模型;然后对本模型的算法复杂度进行了分析和比较;最后对该模型的正确性进行了仿真实验验证.