分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-06-07 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 甚长基线干涉测量 (very long baseline interferometry, VLBI) 是重要的深空探测器测轨技术。中国 VLBI 网 (Chinese VLBI network, CVN) 在中国探月工程的快速精密测定轨任务中发挥着不可替代的作用。根据探测器的轨道、信标特征和数传信号的编码、调制方式，研究数传信号的仿真方法，并仿真上升器月面起飞前测站记录的基带数据。仿真与实测数据处理结果的对比，表明该仿真方法能够较为真实地反映数传信号对 DOR 侧音的干扰，且能够对测控和数传信号同时工作的 VLBI 数据处理系统的性能进行检测。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-06-07 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 中国 VLBI 网 (Chinese VLBI Network, CVN) 在探月工程中采用相对差分单向测距(delta differential one-way ranging, ∆DOR) 技术，通过交替观测探测器和邻近致密射电源标校系统误差，以获得高精度的探测器轨道角位置。尽管如此，探测器和射电源信号频谱差异引起的接收设备相位波动仍然是 ∆DOR 的重要误差来源之一。通过 Gold 码对 DOR 信标扩频调制，产生与射电源频谱特性近似的伪随机噪声差分单程测距 (pseudorandom noise DOR, PN-DOR)信标，可以有效减少相位波动误差。参考中国探月工程嫦娥五号的 VLBI 信标参数，设计了PN-DOR 信标参数，生成了 PN-DOR 信标，完成了 PN-DOR 信标的编码、调制、提取、解调和解码等过程的仿真分析，由于后续探月任务可能出现频谱混叠情况，还研究了频谱混叠对PN-DOR 的影响。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2018-05-11 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 为研究 ＶＬＢＩ 对探测器的数据处理方法并评估其处理能力, 现有做法需基于测站ＶＬＢＩ 终端接收的探测器信号进行.采用信号仿真方法可以根据设计轨道与信标特点, 利用计算机生成需要的探测器 ＶＬＢＩ 信号, 相比试验观测具有独特的优势. 观测试验时, 测站终端接收探测器下行射频信号, 通过混频变换为中频信号, 再进行数字化采集数据. 仿真信号时, 为减少计算规模, 直接构造数字中频信号, 二次采样后提取通道信号, 获得数字终端的ＶＬＢＩ 仿真信号. 由于探测器相对 ＶＬＢＩ 测站运动, 测站接收的探测器下行信号反映目标的视向速度变化. 根据探测器信号时延模型, 研究了探测器点频信号和有限带宽信号多普勒效应的模拟方法. 通过仿真信号与 ＶＬＢＩ 终端接收信号的对比以及对 ＶＬＢＩ 相关处理结果的分析,验证了探测器 ＶＬＢＩ 信号仿真方法的可行性, 为后续仿真技术在月球与火星探测器中的 ＶＬＢＩ 测定轨应用奠定了技术基础.
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2017-09-26 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 为研究VLBI对探测器的数据处理方法并评估其处理能力，现有做法需基于测站VLBI终端接收的探测器信号进行。采用信号仿真方法可以根据设计轨道与信标特点利用计算机生成需要的探测器VLBI信号，相比试验观测具有独特优势。观测试验时，测站终端接收探测器下行射频信号，通过混频变换为中频信号，再进行数字化采集数据。仿真信号时，为减少计算规模，直接构造数字中频信号，二次采样后提取通道信号，获得数字终端的VLBI仿真信号。由于探测器相对VLBI测站运动，测站接收的探测器下行信号反映目标的视向速度变化。根据探测器信号时延模型，研究了探测器点频信号和有限带宽信号多普勒效应的模拟方法。通过仿真信号与VLBI终端接收信号的对比以及对VLBI相关处理结果的分析，验证了探测器VLBI信号仿真方法的可行性，为后续仿真技术在月球与火星探测器中的VLBI测定轨应用奠定了技术基础。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-06-07 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： ∆DOR 测量是一种应用于深空探测中的差分 VLBI 技术，通过对探测器和射电源的测量结果进行差分处理，从而减弱或消除传播介质、台站设备、时钟等引起的测量误差。目前我国∆DOR 测量的相关后处理中，有以首颗射电源作为参考源和邻近射电源作为参考源的两种不同时延修正方法。利用对嫦娥四号实时任务期间 VLBI 测量数据对这两种方法进行研究分析，得到两者的时延结果相差在 2 ns 以内，且存在随时间变化的趋势；通过对基线时延闭合差以及定轨残差进行分析发现，相较于首颗射电源修正的方法，邻近源修正存在一定优势。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2020-04-26 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 空间VLBI是未来重要的发展方向，但其观测系统和轨道等不稳定因素会导致VLBI相关处理机所需的预报时延模型与实际时延相差较大，在这种情况下很难获得干涉条纹。本文提出了基于多重网格的射电源条纹搜索算法，可以在不使用时延模型的情况下，使相关处理机在较大范围内从原始数据中自动完成搜索干涉条纹。利用滑动窗口技术提高搜索范围，多重网格技术提高搜索效率。实测数据表明，该算法在能够不依赖先验预报时延模型的情况下成功获得VLBI射电源干涉条纹。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2019-11-13 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 空间VLBI由于基线更长，在相同观测频率下，可获得比地基VLBI更高的分辨率。我国正在推进空间VLBI科学与技术研究。俄罗斯RadioAstron空间VLBI项目于2018年结束，其成功经验可资借鉴。该项目采用不同于常规地面VLBI的专用数据格式RDF（RadioAstron Data Format）记录观测数据，利用配备的星载或地面上行氢原子频标提供频率基准，数据经采集量化后传输至地面站，打上时标并记录于硬盘。为处理RadioAstron数据，本文分析了RDF格式，完成了RDF数据解码及VLBI相关处理，然后对比分析了Mark5B、VDIF等地面VLBI通用数据格式和RDF格式的特点。这些工作将为我国未来空间VLBI数据格式设计与处理积累经验。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-06-07 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 激光扫描测量方法具有快速、自动和非接触等优点，但是测量精度在毫米量级。综述了激光扫描仪在天线结构变形测量中的应用，它可以对望远镜的焦距及信号路径长度变化、VLBI参考点的稳定性和面板错位等进行有效测量。同时介绍了提高系统测量精度的关键技术，包括 2面测量和现场标定等测量手段，简化点云、增加修正系数和正交距离回归等数据处理方法。这些方法和结果可为高效测量射电望远镜天线结构的变形提供参考。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2022-06-28 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 我国探月工程嫦娥七号将构建由中继星上4.1m口径抛物面天线及地基射电望远镜组成的首个月地空间甚长基线干涉测量（Very Long Baseline Interferometry, VLBI)试验系统。不同于地基甚长基线干涉测量望远镜，受中继星轨道扰动和设备时延影响，射电源预报时延模型和实际时延有时可能会有较大差异，导致无法引导VLBI相关处理机正常工作，需要通过射电源条纹搜索方法寻找实际时延模型才能解决这一问题。由于4.1m空间天线口径较小，接收信号能力弱。为提高信噪比，需要长时间积分，而线性时延模型无法保证长时间的时延精度。针对这一问题，提出了一种用于空间甚长基线干涉测量的射电源条纹搜索算法，首先通过建立时延和时延率的二维搜索网格，使用每个网格点对应的先验时延和时延率构建线性时延模型；再使用该线性时延模型对原始数据分时段相关处理；然后采用二维傅里叶变换搜索残余时延和时延率，确定最大的相关幅度值对应的网格点；最后使用该网格点的先验时延和时延率以及残余时延和时延率重构二次项时延模型。通过对RadioAstron空间甚长基线干涉测量的地空基线实际数据处理，验证了该射电源条纹搜索算法的正确性。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2022-06-24 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 我国探月工程嫦娥七号将构建由中继星上4.1m口径抛物面天线及地基射电望远镜组成的首个月地空间VLBI试验系统。不同于地基VLBI望远镜，受中继星轨道扰动和设备时延影响，射电源预报时延模型和实际时延有时可能会有较大差异，导致无法引导VLBI相关处理机正常工作，需要通过射电源条纹搜索方法寻找实际时延模型才能解决这一问题。由于4.1m空间天线口径较小，接收信号能力弱。为提高信噪比，需要长时间积分，而线性时延模型无法保证长时间的时延精度。针对这一问题，本文提出了一种用于空间VLBI的射电源条纹搜索算法，首先通过建立时延和时延率的二维搜索网格，使用每个网格点对应的先验时延和时延率构建线性时延模型；再使用该线性时延模型对原始数据分时段相关处理；然后采用二维傅里叶变换搜索残余时延和时延率，确定最大的相关幅度值对应的网格点；最后使用该网格点的先验时延和时延率以及残余时延和时延率重构二次项时延模型。通过对RadioAstron空间VLBI的地空基线实际数据处理，验证了该射电源条纹搜索算法的正确性。
分类： 天文学 提交时间： 2024-01-05 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 探测器 DOR 信号与射电源信号频谱特征不同引起的接收设备相位波动误差是月球和深空 探测 VLBI 测轨的重要误差源之一。新型 PN-DOR 信标通过使用伪随机序列对现有 DOR 信标 扩频调制生成，实现与射电源信号相似的频谱特征，可有效降低相位波动误差。研究 PN-DOR 信标在 VLBI 测轨应用中相位误差与带宽综合群时延误差计算方法，在此基础上通过比较相同 发射功率条件下 PN-DOR 与 DOR 信标总时延误差，分析 PN-DOR 的适用条件。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-06-07 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： VLBI 全球观测系统 (VLBI Global Observing System, VGOS) 是新一代的测地 VLBI 系统，在 2∼14 GHz 频率范围内可自由选择最多 4 个频段开展观测。有别于传统测地 VLBI 系统采用 S/X 双频观测消除电离层效应，由于 VGOS 超宽带观测的频率范围跨度很大，必须根据多个频段的干涉条纹同时提取群时延观测量和差分电离层总电子含量。通过在干涉测量相位模型中引入电离层效应，基于协方差分析方法对群时延精度进行了定量计算，研究了 VGOS 不同频段组合对群时延精度的影响。利用国际 VGOS 实测数据对群时延精度进行了统计分析，结果表明群时延实测精度与理论分析一致，验证了时延精度计算方法的有效性。本方法可用于 VGOS超宽带频率序列的选择和优化。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2021-09-29 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 卫星对地观测及导航定位的快速发展对地球同步轨道（Geostationary Earth Orbit, GEO）卫星的定轨精度有了米级甚至更高的需求。本文研究利用甚长基线干涉（Very Long Baseline Interferometry, VLBI）时延数据进行GEO卫星快速定位的方法。首先对VLBI时延进行理论精度分析，然后利用中国VLBI网进行GEO卫星观测试验及数据相关处理，最后利用短时VLBI时延数据完成对GEO卫星的定位计算。针对时延中存在与测站和基线相关的异常值问题，本文提出了相应的检测校正方法。数据经校正后重新处理，得VLBI残余时延测量精度约0.16ns，等效于约0.58米的卫星横向位置误差。本文的研究可用于GEO卫星的快速高精度定位及轨道快速恢复。
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