上海和乌鲁木齐射电望远镜的超高精度同波束VLBI观测

上海天文台和国家天文台乌鲁木齐天文站的25米射电望远镜于2008年参加了日本月球卫星SELENE的两个子卫星Rstar和Vstar的同波束较差VLBI观测. 当Rstar和Vstar的角距小于0.1°时, 上海-乌鲁木齐基线的X频段的较差相位时延的测量残差为0.15 mm·rms, 比现有VLBI的最小残差改善了1~2个量级. 当Rstar和Vstar的角距小于0.56°时, 也成功得到S频段的较差相位时延, 其测量残差为毫米级. 利用VLBI和多普勒及测距数据, Rstar和Vstar的定轨精度提高到了数米. 超高精度的同波束较差VLBI技术将极大地提高我国的深空探测器的精密测定轨能力, 并将被用于我国首个火星探测器“萤火一号”（YH-1）和俄罗斯的“福布斯”探测器（Phobos-grunt）的精密测定轨中.     

天马望远镜在嫦娥三号测定轨VLBI观测中的应用分析

天马望远镜(上海65 m射电望远镜)于2012年10月完成了第一阶段建设并具备了S/X,L,C波频段的VLBI观测能力.2013年12月全程参加了嫦娥三号着陆器和月球车X频段的VLBI测定轨测定位任务.在嫦娥三号中,利用天马望远镜代替上海佘山25 m射电望远镜,使中国VLBI观测网的灵敏度提高至1.67倍.同时,利用2比特采样代替嫦娥二号的1比特采样,使灵敏度提高至1.38倍.上述两项措施使定轨后的ΔDOR型VLBI时延残差由嫦娥二号时的1.77 ns降至嫦娥三号时的0.67 ns,着陆器和月球车同波束VLBI差分相时延随机误差降至0.011 ps rms.本文在介绍天马望远镜及其X频段致冷接收和数据采集系统的基础上,对其在嫦娥三号测定轨VLBI观测中的应用进行分析.     

用于地月空间VLBI的望远镜信号合成增强技术

在我国探月工程四期中,将利用地面望远镜和月球轨道射电望远镜共同组成的超长基线,开展X频段空间VLBI试验.由于地月基线长达400000 km, UV覆盖不均匀,不适合开展常规的VLBI成图观测,相关科学研究应充分利用地月基线高角分辨率的特点并充分考虑其基线灵敏度.该试验中的空间望远镜口径仅为4.2 m,相应的中国VLBI网所属X频段射电望远镜均为25–65 m的中等口径,且地月基线长度远超过地球直径.为尽可能提高地月基线灵敏度,本文提出利用国内多面中等口径地基VLBI望远镜参与地月基线观测,通过对相关处理机输出的各条地月基线VLBI互功率谱进行综合,将各个中等口径VLBI望远镜信号进行合成,达到一个100 m级的地基大口径望远镜与月球轨道小口径望远镜进行VLBI干涉的效果.本方法基本思路为,基于软件相关处理机的输出结果,通过对齐各基线的相位,补偿基线时延,对各条地月基线的互功率谱进行相干合成,从而达到提升信噪比的目的.基于此方法,我们利用火星探测器"天问一号"实测数据进行信号合成VLBI试验.结果表明,通过进行基线的互功率谱合成,可以使基线信噪比有明显提升.此方法也可应用于未来其他有类似需求的空间VLBI数据处理.     

FAST的进展——科学、技术与设备

随着射电天文学的发展,高灵敏度的大口径射电望远镜成为射电观测的重要设备.我国正在建设中的500 m口径球面射电望远镜(FAST)将成为世界上最大、最灵敏的单口径射电望远镜,它有望在中性氢巡视、脉冲星搜索、国际VLBI网联测及地外生命搜寻等重要前沿领域取得突破.本文介绍了FAST工程概念的提出及望远镜概况,列出了FAST的主要科学目标及早期科学准备,重点叙述了FAST工程在科学、技术与设备方面的最新进展,并对FAST工程的发展做出了展望.     

天马观空,探测宇宙的“神兵利器”

<正>天马望远镜荣获2018年度上海市科技进步特等奖,项目第一完成人沈志强接受了采访,并向我们介绍了天马望远镜的项目背景、技术内容以及应用情况。S=沈志强H=华东科技大型射电望远镜是深空探测器导航和天文学研究等领域的关键基础设施,代表了一个国家的综合创新能力。我国先后建设了口径为25米至50米的4面射电望远镜,它们与上海VLBI(甚长基线干涉测量)中心一起圆满完成了嫦娥一号精     

FAST的VLBI观测与科学

我国500 m口径球面射电望远镜(Five-Hundred-Meter Aperture Spherical Radio Telescope,FAST)的主要科学目标之一是作为甚长基线干涉测量(Very Long Baseline Interferometry,VLBI)的主导单元,凭借其空前的接收面积,极大提高VLBI网的观测灵敏度,从而实施对极弱射电源的高分辨率观测研究.然而,FAST独一无二的特性,比如跟踪目标天体的方式以及较小的视场,对其参与VLBI观测提出了新的挑战.本文就FAST的VLBI参考点的选取和精确测定,以及VLBI相位参考观测模式的实现方案进行了探讨,并展望了FAST可能参与的VLBI研究课题.     

上海天文台并址站的空间归心测量

上海天文台佘山站的SLR（激光测卫），VLBI（甚长基线干涉测量）和GPS（全球定位系统）站是国际上用以建立和维持ITRF（international terrestrial reference frame，国际地球参考框架），进行全球天文地球动力学研究的基准台站之一．联合应用这些空间测量，需要知道这三个站心间精确的三维相对位置．为此重点介绍了高精度确定VLBI，SLR几何旋转中心的观测方案和计算方法，归心结果经比较达到了1cm的外附精度，为国内其他并址VLBI，SLR和GPS台站的空间归心测量提供了先例．     

用于地月空间VLBI的加权全频谱信号合成技术

在我国探月工程四期嫦娥七号任务中,中继星将搭载一个4.2 m口径的X波段抛物面望远镜.该望远镜将与地基望远镜构成具有400000 km空地基线的月球轨道VLBI实验系统,实施地月空间VLBI实验.为尽可能提高空地VLBI基线灵敏度,提出了采用加权全频谱合成(FSC)技术增强地基信号.本文先理论推导了信号合成后的效果及两个望远镜信号合成时的最优加权系数比值.然后设计了VLBI加权全频谱合成算法,并基于实测信号利用网格搜索的方法找到最优加权系数,结果与理论推导相符.最后,利用“嫦娥四号”多组VLBI原始观测信号进行测试.结果表明,本文设计的信号合成算法可以大幅度提高VLBI基线射电源信号的信噪比.     

同波束VLBI在采样返回式多目标探测器精密测轨测位中的应用

同波束VLBI即用射电望远镜的主波束同时观测角距很小的两个探测器发出的巧妙配置的多频点信标,据此得到两探测器在两个测站间的误差为皮秒量级的差分相位时延．在月球卫星SELENE的两个小卫星Rstar和Vstar的测定轨中,利用40多分钟的同波束VLBI和测速测距数据数小时的短弧定轨精度已显著提高,而一年多的定轨结果表明弧长数天的长弧定轨精度已达10m左右,充分证明了同波束VLBI在多目标卫星精密测定轨中的作用．本文在介绍SELENE同波束VLBI观测、多普勒数据处理和定轨结果的基础上,以用于月球采样返回探测任务中的多目标探测器如轨道器、着陆器和返回器为例,给出各探测器搭载电波源的信标设计方案及设计原则,并分析S频段多频点同波束VLBI技术在轨道器和着陆器绕月飞行、着陆器月球软着陆、着陆器月球采样、返回器从月面上升、返回器多次变轨、特别是轨道器和返回器交会对接等各个测控段的高精度测定轨或测定位及月球重力场探测中的应用．     

学术论文数学式和反应式的规范

（1）文中重要的或后文将要重新提及的数学式、反应式等可另行起排，并用阿拉伯数字连续编序号（或码）．序号加圆括号，右顶格排出．（2）长数学式超过1行时，应在“=”、“≈”、“〈”、“〉”等关系符号，或在“＋”、“-”、“×”、“÷”等运算符号处转行．2次以上转行者，应使关系符号和运算符号分别对齐．（3）反应式在反应方向符号“→”、“=”、“≠”等处转行．式中的反应条件应用比正文小1号的字符标注反应方向符号的上下方．     

基于超高精度多频点同波束VLBI技术的月球车精密相对定位

多频点同波束VLBI技术即用射电望远镜的主波束同时观测角距很小的两个探测器,据此得到两个探测器在两个测站间的误差为皮秒量级的差分相位时延.作为同波束VLBI基本观测量的差分相位时延从本质上来说反映了两个探测器在天球上的角距信息.利用我国4个VLBI测站得到的差分相位时延数据,可实现月球车和着陆器在3.8×105km处的天球切平面上的2维精密相对定位,其相对定位误差应优于1m.在得到误差10m的着陆区月面地形图后,利用多频点同波束VLBI差分相位时延和着陆器测距数据,有望实现误差10m的月球车在月面上的精密相对定位.     

瞬时状态归算用于嫦娥一号卫星关键轨道段监测

我国绕月探测工程嫦娥一号卫星（嫦娥一号）采用了联合S波段测距测速与VLBI跟踪的测轨模式. 我们实现了对跟踪资料的一种实时处理方法, 获得了嫦娥一号卫星的瞬时状态（位置和速度）时间序列, 用于关键轨道段监测. 本文介绍该实时处理方法以及在嫦娥一号卫星关键轨道段监测中的具体应用, 以资批评借鉴.     

基于超高精度多频点同波束VLBI技术的月球车精密相对定位†

多频点同波束VLBI技术即用射电望远镜的主波束同时观测角距很小的两个探测器, 据此得到两个探测器在两个测站间的误差为皮秒量级的差分相位时延. 作为同波束VLBI基本观测量的差分相位时延从本质上来说反映了两个探测器在天球上的角距信息. 利用我国4个VLBI测站得到的差分相位时延数据, 可实现月球车和着陆器在3.8´105 km处的天球切平面上的2维精密相对定位, 其相对定位误差应优于1 m. 在得到误差10 m的着陆区月面地形图后, 利用多频点同波束VLBI差分相位时延和着陆器测距数据, 有望实现误差10 m的月球车在月面上的精密相对定位.     

学术论文数学式和反应式的规范

（1）文中重要的或后文将要重新提及的数学式、反应式等可另行起排,并用阿拉伯数字连续编序号（或码）．序号加固括号,右顶格排出。 （2）长数学式超过1行时,应在“=”、“≈”、“〈”、“〉”等关系符号,或在“＋”、“-”、“×”、“÷”等运算符号处转行．2次以上转行者,应使关系符号和运算符号分别对齐。     

能看清黑洞细节的太空射电望远镜

俄罗斯科学家试图揭开遥远太空天体——黑洞最神秘的面纱，他们建造了一架能观看到宇宙最深处的射电望远镜。     

我国空间VLBI背景型号关键技术研究

空间VLBI阵即发射两个射电望远镜至空间,以形成较完备的UV覆盖和良好的成图能力.我国空间VLBI于2012年入选中国科学院背景型号研究项目,以进一步凝练科学目标和攻克关键技术.经过三年的研究,凝练出的我国空间VLBI的主要科学目标为:超大质量黑洞的直接成像,精确测量中央超大黑洞的质量,研究活动星系核巨大能源之谜,研究喷流的形成、加速和准直机制等.在关键技术研究方面也取得了重要进展.设计了实现?45?(3σ)的高精度高稳定度姿态控制方案.设计并研发了满足Q波段观测的10 m口径高精度星载可展开天线.研发了噪声温度K波段约30 K、Q波段约60 K的星载致冷接收机样机和最大带宽512 MHz的星载天文数据处理器样机.明确了星上高稳定频率基准的两种实现方案,确定了能够满足Q波段观测干涉损失小于0.01的主动型星载氢钟、研发了地面氢钟信号上传的基准信号闭环传输实验系统.科学目标的凝练和关键技术研究的进展为空间VLBI的立项打下了良好基础.     

纵横资讯

我国芯片技术获重大突破上海交大研制成功高性能DSP芯片“汉芯一号”DSP（即数字信号微处理器）与CPU一起被公认为芯片工业的两大核心技术。上海交大近日在DSP研究领域取得重要进展，研制成功国内首个完全具有自主知识产权的“汉芯一号”高性能DSP芯片。据专家认定，“汉芯一号”及其相关设计和应用开发平台属于国内首创，达到了国际先进水平。使用国际先进的０．１８微米半导体工艺设计的“汉芯一号”１６位，具有３２位运算处理内核，运算能力达到每秒２亿次指令以上，时钟主频达到了２００MHz。与“汉芯一号”同时诞生的相关设计…     

不等式a~2 b~2≥2ab的探讨

在现行高中（代数》课本中，有一个重要定理：如果a，b6R，那么a‘＋b’ZZab（当且仅当。＝b时既‘＝”号）。它的推论为．如果。bCR＋．那么一。／筋（a＝b时既‘＝”号）。“一”－“－”““’““”“‘””““““”””—一’—“““’””’一2＞’——”一—“””这个定理及推论有着广泛的应用，特别在求最大值和求最小值时，用起来较为方便。但是学生在使用时往往忽视取等号的条件。例如：丁V＝＝Sll－I－——（＜X＜7）guffe／J＼沮。＾。。。4＿／．4。。，，、，。。。。、，。，。。。4、。。学生会直接用st。＋＞三＞…     

"深度撞击"--惊天的人造天象

2005年太平洋时间7月3日22时52分（北京时间4日13时52分），美国宇航局（NASA）耗资3．3亿美元的“深度撞击”探测器释放的撞击器以10．2公里／秒的速度向“坦普尔一号”彗星撞击（图1）。在太空中绽放出美丽的焰火。这是人类第一次实际接触并探索彗星的空间活动。     

创先争优活动应该做到四个结合

2011年9月．矿党委下发《关于印发〈平煤股份十三矿下一阶段创先争优活动安排〉的通知》（平煤股份十三发[2011]63号）文件，对下一阶段创先争优活动进行了安排部署．要求各党支部充分发挥政治核心作用和战斗堡垒作用，组织要创先进，党员要争优秀，努力打造“政治引领力强、推动发展力强、改革创新力强、凝聚保障力强”的“四强”党组织和“政治素质优、岗位技能优、工作业绩优、群众评价优”的“四优”党员。笔者认为要确保创先争优活动取得实效，必须紧密结合矿井安全生产实际．让党组织“活”起来．让党员“动”起来．在创先争优活动中下真功、求实效。