VLBI知识点.ppt

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1、4.1射电天文学的产生甚长基线干涉测量VeryLongBaselineInterferometry，VLBI一种空间天文大地测量技术射电窗口其波长范围为1mm~60m。这个波段的上界变化于15～200m之间，与电离层的密度、观测点的地理位置和太阳活动有关。射电窗口比光学窗口要大得多，包含了比光学波段更多的宇宙信息，射电天文学就是通过射电窗口来观测和研究宇宙的。射电窗口的发现和利用对天文学有重要意义，宇宙中各种天体在不同波长上辐射的电磁波都包含着各自不同的物理内容和信息，如天体的温度、状态、结构、成分以及演化等。射电观测并不是对光学观测资料在数量上的增加和补充，而是为人类认识宇宙打开一个比

2、光学窗口大得多的天窗。角分辨率：单孔径射电望远镜综合孔径射电望远镜——干涉测量技术联线干涉测量技术VLBISpaceVLBI实时VLBI4.3VLBI系统组成射电望远镜收集无线电波的定向天线放大电波信息的高灵敏度的接收机信息记录终端氢原子钟保证时间同步处理和显示系统定向天线收集同一天体的射电辐射，接收机将这些信号加工、转化成可供记录和显示的形式，终端设备把信号记录下来，并按特定的要求进行数据回放和处理，然后显示大地测量的延迟和延迟率观测量等。观测所需的时间和频率信号由氢原子钟提供。VLBIVLBI设备一个完整的VLBI系统由两个以上的观测站和一个数据处理中心组成。VLBI观测站的主要设备

3、为射电天线（可全天区观测）、接收机、VLBI数据采集系统、氢原子钟、GPS定时接收机和气象数据采集仪等。VLBI数据处理中心的主要设备为VLBI相关处理机和通用计算机等。VLBI原理到达天线的两路射电信号是平行传播的VLBI大地测量所观测的是距离地球非常遥远的致密河外射电源，它们一般都是在距离地球一亿光年以外的宇宙空间中。如果将这些射电源视为一个点源，则每个射电源在同一时刻向四周所辐射的电磁波就会形成一个同心球面波的波前面。射电波传播的越远，球面波的半径就越大。当到达地球表面时，传播距离已经远远大于组成VLBI系统的两天线之间的距离。因而，可以认为此刻波前面是平面型的，由于两个天线到某一

4、射电源的距离不同，有一路程差L，则射电信号的同一波前面到达两天线的时间也将不同，有一时间延迟VLBI基本原理当射电干涉仪两单元的射电望远镜同时对准某一射电源时，它们接收到了该射电源的射电辐射。假设所观测的为非常遥远的河外射电源，则可以认为它所辐射的射电波到达地球时为一平面波。设射电波到达射电干涉仪两天线的时间分别为t1和t2，其时间差为τg＝t2－t1，称为几何延迟。BK由于地球的运动，基线矢量位置不断变化延迟率大地测量所采用的VLBI观测量主要是延迟和延迟率，它们包含了基线矢量、射电源位置和地球运动等信息。VLBI特点VLBI延迟和延迟率是纯几何观测量，其中没有包含地球引力场的信息，因

5、此观测量的获得也不受地球引力场的影响。VLBI是相对测量，仅利用VLBI技术只能测定出两个天线之间的相对位置，即基线矢量b，而不能直接测出各天线的地心坐标。为了确定VLBI测站的地心坐标，通常是在一个测站上同时进行VLBI和激光测卫（SatelliteLaserRanging，SLR）观测，即并置观测，利用SLR技术所测得的地心坐标为基准，进而推算出其他VLBI测站的地心坐标。用于天测/测地VLBI固定站的射电天线，一般应达到下列技术指标要求(1)天线口径20-30m(2)天线形式实面抛物面天线(3)座架形式方位/俯仰式，两轴相交(4)接收频率S/X双波段同时接收；X波段8200-900

6、0MHz，S波段2200-2400MHz波长约为3.6cm，波长约为13.6cm(5)主面精度0.5-0.7mm(6)指向精度20as(7)旋转范围方位：±270°俯仰：0-90°(8)旋转速度以上(9)可知方式计算机程序引导参考系VLBI的数据处理如其它空间大地测量技术一样，在规定的参考系定义下实施。天球参考系：原点：太阳系质心。赤道：J2000.0平赤道。赤经原点：J2000.0动力春分点。它的的建立和维持是通过射电源坐标表来实现的。地球参考系原点：地球质心。尺度：相对论框架下的尺度。方向：1984.0国际时间局（BIH）方向。方向的时间变化：对地壳不产生整体旋转。板块非洲0.891

7、-3.0993.922南极-0.821-1.7013.706阿拉伯6.685-0.5216.760澳大利亚7.8395.1246.282Caribbean-0.178-3.3851.581Cocos-9.705-21.60510.925欧亚-0.981-2.3953.153印度6.6700.0406.790JuandeFuca5.2008.610-5.820Nazca-1.532-8.5779.609北美0.258-3.599-0.