地球卫星VLBI观测研究进展

随着地球卫星在资源、导航定位、授时、跟踪以及数据中继等经济和军事领域的作用不断增强,传统的测距测速技术已无法满足对卫星定位精度的实际需求。由于VLBI技术具有高精度角分辨率的特点,人们尝试将其应用于人造地球卫星的观测。针对卫星VLBI观测方面,首先介绍了卫星VLBI观测技术的基本原理及其与传统河外射电源VLBI观测的差异,然后介绍了中外学者应用VLBI技术进行地球卫星观测的研究进展及相关成果,最后对以往近地卫星VLBI观测研究存在的问题进行总结,并讨论了目前以及将来可能的解决方案。     

太阳系人造天体VLBI观测

简介介绍了ＶＬＢＩ技术用于太阳系人造天体观测的进展状况，并对这一研究方向的天文研究课题作了展望。     

高频VLBI观测射电源的结构

高频VLBI观测揭示出河外射电源在pc或者亚pc尺度上大都有核-喷流的内部结构。尤其是对平谱致密射电源中毫角秒尺度的子源，能以相当高的概率观测到它的视超光速现象。多频观测可监测到一些新喷流子源的出现，特别在射电激变源中这些新喷流子源的出现与宽带内(从光学到γ射线)的爆发相关。且得到的一些源的核区谱指数分布，为确认源的VLBI核提供了支持。     

空间VLBI的天体脉泽观测研究

在本文中较全面地述了天体脉泽源的ＶＬＢＩ观测方法，简单地提及ＶＬＢＩ观测研究的新进展，着重述评空间ＶＬＢＩ用脉泽的观测，并提及了地面ＶＬＢＩ的一些预备观测情况。     

1991上海天文台VLBI观测概况

本介绍了1991年上海天台VLBI观测概况。列表给出观测日期、时间、持续时间、所用记录终端、观测组数、记录磁带数、观测源数、成功率和参加观测台站等。     

VLBI观测频率转换效应的模拟试验

本利用一个相对ＶＬＢＩ观测的新工具，通过使用多个高斯分量模拟所得到的数据，估计了在５ＧＨｚ和１．６ＧＨｚ之间频率切模的效率。基于对所获得的结果图的分析，得到有关频率切模技术的结论以及建议。     

1992年上海天文台VLBI观测概况

本对上海天台1992年的VLBI实验观测情况作了简要介绍，由表1、表2可综观全年工作。     

人卫光学观测中大异常值的剔除方法

本文详细讨论了人造卫星学观测中大异常值的剔除问题，我们首先将复杂的非线性问题，利用初始轨道，将它转化为便于数学处理的线性模型，用时间差△Ｔ，以及轨道面法向差△θ两个量来分析判别，并提出了一种采用截断最小二乘的Ｌ－估计目标函数进行大异常值剔除的方法，方法的崩溃点为５０％，同时给出了算例，并对初轨精度和剔除门限进行了讨论。     

VLBI观测信号相关处理中的小波保角变换

Daubechies小波可以表征为幂函数或e指数函数的形式 ,保持相关相位条纹的幅角不变。在VLBI观测信号相关处理过程中引入了小波分析方法 ,以探讨小波理论在VLBI技术中的应用特点。两个台站的VLBI观测信号经过时间补偿和干涉条纹旋转后 ,利用静态小波算法在线性空间中的保角变换特征可提取VLBI信号的干涉相位特征 ,并完整保留相位的时序关系。     

实时VLBI技术

随着通信技术的发展出现了用数据通讯网络代替磁带记录与传输 ,将数据直接传至数据中心处理的实时VLBI技术 ,它包括准实时和真实时VLBI两个技术层次 ,是VLBI技术的一次飞跃。实时VLBI除具备传统VLBI的高精度、高灵敏度和全天候、全天时被动观测能力以外 ,还具有设备简化、自动化程度高、实时性、易于利用现代通信技术获得宽带能力与高灵敏度等突出特点。它在VLBI台站检测、航天器精密跟踪、UT1加强观测和传统的测地和天文学观测领域均有重要的科学意义和实用价值。     

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。     

VLBI数据软件相关处理方法研究

VLBI技术是 2 0世纪 6 0年代后期发展起来射电干涉新技术 ,自 2 0世纪 70年代至今VLBI数据预处理主要采用硬件相关处理机。近年来随着通用计算机性能的大幅度提高 ,利用软件方法对VLBI数据进行相关处理逐渐成为可能。介绍了国内外VLBI软件相关处理机的研究进展情况和VLBI数据相关处理的基本数学模型。针对实际软件相关处理方法研究中数学模型应用和各类参数选取等情况作了详细介绍。根据现有数据处理精度和处理速度 ,进一步分析了提高软件相关处理速度的可能性。     

VLBI数据处理中的剩余钟行为与剩余大气效应建模

抽样选取了 2 7次上海天文台佘山站参与的天测与测地VLBI实验 ,分别进行了单次解算。通过分析解算参数随剩余钟行为和剩余大气效应分段拟合长度的变化 ,得到以下初步结论 :(1)选取不同分段拟合长度时 ,站坐标解算结果和时延残差加权均方根存在差异 ,最大分别至厘米级和数十皮秒 ,因而分段拟合长度不能随意选取。 (2 )分段拟合时段长度存在某一合理取值范围 ,它不宜过长 ,否则钟和大气的剩余效应短周期变化不能很好地模型化。为了保证待估参数解算时有足够的自由度 ,拟合时段不宜过短 ,否则将导致法方程近于或出现奇异 ,达不到较好控制噪声的效果。 (3)由于各次实验、同一次实验中的不同台站相应的钟和大气条件存在差异 ,有必要对每次实验以及每次实验中的各观测台站分别分析 ,寻找合适的分段拟合长度。这在实际操作中显然相当烦琐。 (4)一般而言 ,在剩余钟行为拟合长度缺省值 6 0min情况下 ,剩余大气效应分段拟合长度以介于 10min至 4 0min为宜 ;在剩余大气效应分段拟合长度缺省值 2 0min情况下 ,剩余钟行为分段拟合长度以介于 2 0min至 10 0min为宜     

以基线长度变化率为约束估算VLBI站的垂直形变率

基于NNR-NUVEL-1A地球板块运动模型和ITRF2000地球参考架的三维VLBI站速度矢量,采用实测的VLBI基线长度变化率作为约束,重新估计了部分国际VLBI站的局部或区域性地壳的垂直形变,并与国际地球参考架ITRFs解和VLBI全球解GLB2003,VTRF2003和VTRF2005的结果进行了比较。结果表明,欧亚板块的URUMQI站和太平洋板块的KWAJAL26站,南极OHIGGINS站的垂直形变率、ITRFs解和VLBI全球解存在6-15mm/a的差异,北美YUMA站可能有15-31mm/a 的垂直形变率,而美国西部太平洋板块的San Francisco(PRESIDIO)站的垂直形变率还有待进一步的研究。此外,SC-VLBA,CRIMEA和EFLSBERG站的垂直形变率、ITRFs解和VLBI全球解的差约为1-6mm/a。用不同方法得到的VLBI站的水平形变率解有较好的一致性。     

利用VLBI数据确定"探测一号"卫星的轨道

双星计划的“探测一号”是中国首颗真正严格意义上的科学实验卫星,其运行轨道为中国迄今所发射的卫星中距地球最远,远地点地心距达7．8万公里．采用射电天文的VLBI技术可以对“探测一号”以及更远的深空目标,如探月飞行器实现跟踪．为了验证VLBI技术在我国探月计划中的作用,上海天文台组织了国内目前仅有的上海、乌鲁木齐和昆明3个台站对“探测一号”进行试跟踪,利用对“探测一号”约两天的VLBI观测数据,确定“探测一号”卫星的轨道,对VLBI的定轨能力做初步的探讨．按照测控部门提供的初轨 (其精度仅保证跟踪)推算的轨道与VLBI时延的拟合误差平均约2 km,时延率的拟合误差平均约15 cm／s．而利用VLBI数据定轨后的拟合程度相对于初轨有了很大的改善,结果表明,单独利用VLBI时延定轨,时延的拟合精度约5．5 m,作为外部检核的VLBI时延率的拟合精度在2 cm／s左右．单独利用VLBI时延率定轨,时延率的拟合精度约为1．3 cm／s,作为外部检核的VLBI时延的拟合精度约为29 m．而若将时延和时延率数据联合定轨,采用其内符精度加权,VLBI时延和时延率的残差分别为5．5 m和 2 cm／s．为了合理地评估VLBI定轨的真实精度,利用模拟数据进行误差协方差分析,结果表明VLBI定轨精度受动力学模型误差的影响较大,由于"探测一号”卫星的动力学模型难以精确确定,所以利用两天弧段的VLBI数据确定“探测一号”卫星轨道的位置误差为km量级,而速度误差可达cm／s量级．模拟计算还表明, VLBI和USB数据联合定轨可以大大提高定轨精度．     

相关处理机多制式兼容性测试的初步结果

我国VLBI网包括上海佘山、乌鲁木齐和昆明 3个观测站 ,以及上海天文台研制的两台站相关处理机。上海佘山和乌鲁木齐站已升级成MK4制式和只使用薄磁带 ,而昆明站只能使用S2制式。因此 ,实现相关处理机对不同制式数据和薄磁带的兼容 ,是我国VLBI网顺利运行的关键。给出了多制式VLBI观测实验和相关处理的初步结果 ,总结了相关处理机升级后的处理能力 ,并对相关处理机的下一步发展作简单讨论