摘要： 中國探月工程“繞、落、回”歷次任務(wù)對探測器的飛行軌道測量和著陸點位置測量有很高的精度要求,綜合測距、測速和甚長基線干涉測量(VLBI)方法可快速獲得探測器的高精度測量結(jié)果。基于“嫦娥1號”至“嫦娥5號”任務(wù)中國VLBI網(wǎng)實測獲得的VLBI數(shù)據(jù),建立了“2007–2020中國探月工程VLBI測量數(shù)據(jù)集”。本數(shù)據(jù)集時間跨度為2007–2020年,除實時任務(wù)數(shù)據(jù)外,還包含了各個拓展試驗任務(wù)和長管任務(wù)的測量數(shù)據(jù)集。這些數(shù)據(jù)具有重要意義,已服務(wù)于多個嫦娥任務(wù)VLBI新技術(shù)方法驗證與系統(tǒng)性能評估,支持了多次VLBI測軌任務(wù)的圓滿完成,對我國后續(xù)各項探月工程和行星探測,以及空間天文相關(guān)課題的研究,也具有較高的參考價值。

摘要： ΔDOR測量是一種應(yīng)用于深空探測中的差分VLBI技術(shù),通過對探測器和射電源的測量結(jié)果進行差分處理,從而減弱或消除傳播介質(zhì)、臺站設(shè)備、時鐘等引起的測量誤差。目前我國ΔDOR測量的相關(guān)后處理中,有以首顆射電源作為參考源和鄰近射電源作為參考源的兩種不同時延修正方法。利用對嫦娥四號實時任務(wù)期間VLBI測量數(shù)據(jù)對這兩種方法進行研究分析,得到兩者的時延結(jié)果相差在2 ns以內(nèi),且存在隨時間變化的趨勢;通過對基線時延閉合差以及定軌殘差進行分析發(fā)現(xiàn),相較于首顆射電源修正的方法,鄰近源修正存在一定優(yōu)勢。

摘要： 中國VLBI網(wǎng)(Chinese VLBI Network,CVN)在探月工程中采用相對差分單向測距(delta differential one-way ranging,ΔDOR)技術(shù),通過交替觀測探測器和鄰近致密射電源標校系統(tǒng)誤差,以獲得高精度的探測器軌道角位置。盡管如此,探測器和射電源信號頻譜差異引起的接收設(shè)備相位波動仍然是ΔDOR的重要誤差來源之一。通過Gold碼對DOR信標擴頻調(diào)制,產(chǎn)生與射電源頻譜特性近似的偽隨機噪聲差分單程測距(pseudorandom noise DOR,PN-DOR)信標,可以有效減少相位波動誤差。參考中國探月工程嫦娥五號的VLBI信標參數(shù),設(shè)計了PN-DOR信標參數(shù),生成了PN-DOR信標,完成了PN-DOR信標的編碼、調(diào)制、提取、解調(diào)和解碼等過程的仿真分析,由于后續(xù)探月任務(wù)可能出現(xiàn)頻譜混疊情況,還研究了頻譜混疊對PN-DOR的影響。

摘要： 激光掃描測量方法具有快速、自動和非接觸等優(yōu)點,但是測量精度在毫米量級。綜述了激光掃描儀在天線結(jié)構(gòu)變形測量中的應(yīng)用,它可以對望遠鏡的焦距及信號路徑長度變化、VLBI參考點的穩(wěn)定性和面板錯位等進行有效測量。同時介紹了提高系統(tǒng)測量精度的關(guān)鍵技術(shù),包括2面測量和現(xiàn)場標定等測量手段,簡化點云、增加修正系數(shù)和正交距離回歸等數(shù)據(jù)處理方法。這些方法和結(jié)果可為高效測量射電望遠鏡天線結(jié)構(gòu)的變形提供參考。

摘要： 甚長基線干涉測量(very long baseline interferometry,VLBI)是重要的深空探測器測軌技術(shù)。中國VLBI網(wǎng)(Chinese VLBI network,CVN)在中國探月工程的快速精密測定軌任務(wù)中發(fā)揮著不可替代的作用。根據(jù)探測器的軌道、信標特征和數(shù)傳信號的編碼、調(diào)制方式,研究數(shù)傳信號的仿真方法,并仿真上升器月面起飛前測站記錄的基帶數(shù)據(jù)。仿真與實測數(shù)據(jù)處理結(jié)果的對比,表明該仿真方法能夠較為真實地反映數(shù)傳信號對DOR側(cè)音的干擾,且能夠?qū)y控和數(shù)傳信號同時工作的VLBI數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的性能進行檢測。

摘要： 上海新建的2臺VGOS(VLBI global observing system)天線被其附近原有的大天線遮擋,為了開展VGOS站網(wǎng)的聯(lián)合觀測,提出了一種基于天線幾何位置關(guān)系的地平遮擋角計算方法。根據(jù)臺站相對位置、天線口徑及天線參考點到邊緣點的距離等參數(shù),即可得到VGOS天線的地平遮擋角。天馬VGOS天線的最大遮擋角為22.3°,遮擋天區(qū)面積占5°以上天區(qū)面積的比值為2.19%;佘山VGOS天線的最大遮擋角為23.4°,遮擋天區(qū)面積占5°以上天區(qū)面積的比值為3.14%。通過在觀測綱要中添加天線的地平遮擋角信息,成功實施了VGOS站網(wǎng)的聯(lián)測。利用VieVS軟件仿真分析了天馬-維澤爾基線上VGOS天線的UT1測量精度,結(jié)果表明,天馬VGOS天線的地平遮擋對UT1的測量精度沒有顯著的影響。

摘要： 本文采用直接法推導(dǎo)了射電天線軸系誤差的指向改正模型的完全表達式,統(tǒng)一了軸系誤差指向改正模型與L?sler歸心測量模型中共有軸系參數(shù)的定義,建立了射電天線指向測量模型與歸心測量模型中天線方位軸傾角參數(shù)間的聯(lián)系,從而實現(xiàn)了利用射電天線方位軸信息測定VLBI測站垂線偏差(DOV)的方法.該方法不依賴專用DOV測量設(shè)備,僅需天線不定期維護的指向校正測量數(shù)據(jù)和包含水準測量的歸心測量數(shù)據(jù),是一種直接測量法.用多種DOV測量方法對采用本方法測得DOV進行符合度驗證,初步結(jié)果表明:DOV卯酉分量與實測值一致.DOV子午分量與實測值在方向上一致,數(shù)值上存在一定差異,這是因為天線指向校正測量時射電源在測站天區(qū)南北分布不均勻.今后將進一步通過優(yōu)化天線指向修正測量,實現(xiàn)利用VLBI天線方位軸信息對VLBI站的DOV的高精度測定.

摘要： VLBI全球觀測系統(tǒng)(VLBI Global Observing System,VGOS)是新一代的測地VLBI系統(tǒng),在2～14 GHz頻率范圍內(nèi)可自由選擇最多4個頻段開展觀測.有別于傳統(tǒng)測地VLBI系統(tǒng)采用S/X雙頻觀測消除電離層效應(yīng),由于VGOS超寬帶觀測的頻率范圍跨度很大,必須根據(jù)多個頻段的干涉條紋同時提取群時延觀測量和差分電離層總電子含量.通過在干涉測量相位模型中引入電離層效應(yīng),基于協(xié)方差分析方法對群時延精度進行了定量計算,研究了VGOS不同頻段組合對群時延精度的影響.利用國際VGOS實測數(shù)據(jù)對群時延精度進行了統(tǒng)計分析,結(jié)果表明群時延實測精度與理論分析一致,驗證了時延精度計算方法的有效性.本方法可用于VGOS超寬帶頻率序列的選擇和優(yōu)化.

摘要： 對接收到的觀測信號進行實時采集記錄與傳輸是甚長基線干涉測量(VLBI)的重要技術(shù)環(huán)節(jié).在嫦娥五號任務(wù)中, VLBI終端需要同時采集記錄軌道器、上升器、著陸器等多個目標探測器發(fā)出的測控信號、數(shù)傳信號并分時采集記錄河外射電源信號.由于探測器信號頻點多、動態(tài)范圍大、頻譜形式復(fù)雜,現(xiàn)有天文VLBI終端不能滿足探月與深空探測的需求.我們針對嫦娥五號探測器信標特點,開展了多通道、多比特信號采集、記錄與傳輸一體化技術(shù)研究;提出了可變頻率多項濾波器組算法,可在很寬的頻段范圍內(nèi),靈活設(shè)置信號頻點,并能獲得平坦的幅度特性與線性相位特性.采用該技術(shù)研制的新型采集記錄與傳輸一體化VLBI終端,具備16個基帶通道,能夠?qū)崟r采樣、記錄嫦娥五號多個探測器用于VLBI測軌的全部測控與數(shù)傳信標,并能夠通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)實時傳送至VLBI中心,確保了在嫦娥五號多種信標復(fù)雜電磁環(huán)境下的VLBI測軌.相比以往天文終端,其實時性、測量精度和可靠性都有大幅提高,極大地支持了我國嫦娥五號首次月球采樣返回關(guān)鍵段測軌任務(wù)的圓滿完成.為適應(yīng)未來射電源與探測器的寬窄帶觀測需求,新型采集記錄與傳輸一體化VLBI終端還具備多比特量化功能.

摘要： 分別采用七參數(shù)和九參數(shù)兩種轉(zhuǎn)換模型對VLBI和GPS并置站的數(shù)據(jù)進行解算。結(jié)果表明VLBI技術(shù)和GPS技術(shù)獲得的坐標精度在1cm以內(nèi)，尺度參數(shù)對兩種技術(shù)影響甚微。

摘要： 分別采用七參數(shù)和九參數(shù)兩種轉(zhuǎn)換模型對VLBI和GPS并置站的數(shù)據(jù)進行解算。結(jié)果表明VLBI技術(shù)和GPS技術(shù)獲得的坐標精度在1cm以內(nèi)，尺度參數(shù)對兩種技術(shù)影響甚微。

摘要： 分別采用七參數(shù)和九參數(shù)兩種轉(zhuǎn)換模型對VLBI和GPS并置站的數(shù)據(jù)進行解算。結(jié)果表明VLBI技術(shù)和GPS技術(shù)獲得的坐標精度在1cm以內(nèi)，尺度參數(shù)對兩種技術(shù)影響甚微。

摘要： 分別采用七參數(shù)和九參數(shù)兩種轉(zhuǎn)換模型對VLBI和GPS并置站的數(shù)據(jù)進行解算。結(jié)果表明VLBI技術(shù)和GPS技術(shù)獲得的坐標精度在1cm以內(nèi)，尺度參數(shù)對兩種技術(shù)影響甚微。

摘要： 介紹了傳統(tǒng)深空測控VLBI信號基帶處理方法,分析了傳統(tǒng)方法存在的問題.以傳統(tǒng)方法為基礎(chǔ),利用信道化方法和原型濾波器多相結(jié)構(gòu),推導(dǎo)出一種普遍適用的多相濾波+EFT信道化高效基帶處理方法,分析了新方法的優(yōu)勢,并以復(fù)信號信道劃分、最大抽取為例,建立了數(shù)學(xué)模型.通過對傳統(tǒng)方法和屯新方法處理效果的仿真比較,驗證了新方法的有效性,在理論上為深空測控VLBI基帶處理設(shè)備的研制進行了有效的探索,具有積極的意義.

摘要： 介紹了傳統(tǒng)深空測控VLBI信號基帶處理方法,分析了傳統(tǒng)方法存在的問題.以傳統(tǒng)方法為基礎(chǔ),利用信道化方法和原型濾波器多相結(jié)構(gòu),推導(dǎo)出一種普遍適用的多相濾波+EFT信道化高效基帶處理方法,分析了新方法的優(yōu)勢,并以復(fù)信號信道劃分、最大抽取為例,建立了數(shù)學(xué)模型.通過對傳統(tǒng)方法和屯新方法處理效果的仿真比較,驗證了新方法的有效性,在理論上為深空測控VLBI基帶處理設(shè)備的研制進行了有效的探索,具有積極的意義.

摘要： 介紹了傳統(tǒng)深空測控VLBI信號基帶處理方法,分析了傳統(tǒng)方法存在的問題.以傳統(tǒng)方法為基礎(chǔ),利用信道化方法和原型濾波器多相結(jié)構(gòu),推導(dǎo)出一種普遍適用的多相濾波+EFT信道化高效基帶處理方法,分析了新方法的優(yōu)勢,并以復(fù)信號信道劃分、最大抽取為例,建立了數(shù)學(xué)模型.通過對傳統(tǒng)方法和屯新方法處理效果的仿真比較,驗證了新方法的有效性,在理論上為深空測控VLBI基帶處理設(shè)備的研制進行了有效的探索,具有積極的意義.

摘要： 介紹了傳統(tǒng)深空測控VLBI信號基帶處理方法,分析了傳統(tǒng)方法存在的問題.以傳統(tǒng)方法為基礎(chǔ),利用信道化方法和原型濾波器多相結(jié)構(gòu),推導(dǎo)出一種普遍適用的多相濾波+EFT信道化高效基帶處理方法,分析了新方法的優(yōu)勢,并以復(fù)信號信道劃分、最大抽取為例,建立了數(shù)學(xué)模型.通過對傳統(tǒng)方法和屯新方法處理效果的仿真比較,驗證了新方法的有效性,在理論上為深空測控VLBI基帶處理設(shè)備的研制進行了有效的探索,具有積極的意義.

摘要： 介紹了傳統(tǒng)深空測控VLBI信號基帶處理方法,分析了傳統(tǒng)方法存在的問題.以傳統(tǒng)方法為基礎(chǔ),利用信道化方法和原型濾波器多相結(jié)構(gòu),推導(dǎo)出一種普遍適用的多相濾波+EFT信道化高效基帶處理方法,分析了新方法的優(yōu)勢,并以復(fù)信號信道劃分、最大抽取為例,建立了數(shù)學(xué)模型.通過對傳統(tǒng)方法和屯新方法處理效果的仿真比較,驗證了新方法的有效性,在理論上為深空測控VLBI基帶處理設(shè)備的研制進行了有效的探索,具有積極的意義.

摘要： 介紹了傳統(tǒng)深空測控VLBI信號基帶處理方法,分析了傳統(tǒng)方法存在的問題.以傳統(tǒng)方法為基礎(chǔ),利用信道化方法和原型濾波器多相結(jié)構(gòu),推導(dǎo)出一種普遍適用的多相濾波+EFT信道化高效基帶處理方法,分析了新方法的優(yōu)勢,并以復(fù)信號信道劃分、最大抽取為例,建立了數(shù)學(xué)模型.通過對傳統(tǒng)方法和屯新方法處理效果的仿真比較,驗證了新方法的有效性,在理論上為深空測控VLBI基帶處理設(shè)備的研制進行了有效的探索,具有積極的意義.

摘要： 本發(fā)明涉及一種大地測量VLBI射電源天區(qū)覆蓋評價方法，包括：S1、依據(jù)不同的大地測量VLBI觀測綱要，獲得不同所述觀測綱要下的天區(qū)覆蓋因子SCD；S2、比較不同天區(qū)覆蓋因子SCD的大小，對不同觀測綱要的射電源天區(qū)覆蓋做出評價。本發(fā)明的通過獲得天區(qū)覆蓋因子SCD值，作為評價射電源天區(qū)覆蓋的依據(jù)，以此來快速、方便地評價不同的觀測綱要站址測量的效果，以便高效、及時地調(diào)整觀測綱要設(shè)計，以獲得更加準確可靠的解算結(jié)果。

摘要： 本發(fā)明實施例公開了一種基于譯碼輔助的VLBI數(shù)據(jù)處理方法，裝置及計算機存儲介質(zhì)；該方法包括：每個地面站基于各自的先驗信息對各自所接收到的原始數(shù)據(jù)進行條紋旋轉(zhuǎn)補償與時延補償，獲得每個地面站所對應(yīng)的補償后數(shù)據(jù)；每個地面站均針對預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)幀模板進行編碼與重調(diào)制，獲得每個地面站各自對應(yīng)的標準數(shù)據(jù)；將各地面站所對應(yīng)的補償后數(shù)據(jù)與各自對應(yīng)的標準數(shù)據(jù)進行相關(guān)運算，獲得各地面站接收數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù)之間的相對時延差與相對時延變化率估計值；基于各地面的相對時延差與相對時延變化率估計值分別進行求和，獲取所有地面站接收數(shù)據(jù)之間的時延差與時延變化率估計值；針對所有地面站接收數(shù)據(jù)之間的時延差與時延變化率估計值進行條紋旋轉(zhuǎn)與時延補償，獲得由所有地面站所形成的基線的總時延差與總時延變化率。

摘要： 本發(fā)明公開了一種基于反向VLBI的飛行器導(dǎo)航定位方法，包括：統(tǒng)一N個地面VLBI測站的時空基準；中心信號發(fā)射器發(fā)射相干波信號至各地面VLBI測站；各地面VLBI測站將接收到的相干波信號疊加上自身對應(yīng)的標識信號，形成復(fù)合信號；各地面VLBI測站同時向飛行器發(fā)送復(fù)合信號；飛行器在軌接收各復(fù)合信號并根據(jù)標識信號區(qū)分復(fù)合信號對應(yīng)的VLBI測站；飛行器根據(jù)相干波信號形成的干涉信息，獲得N?1個獨立的時延觀測值和時延率觀測值；飛行器根據(jù)時延觀測值和時延率觀測值在軌求解得到定位結(jié)果。本方明無雙向信號傳播的時延，與現(xiàn)有飛行器的導(dǎo)航定位方法相比，定位精度高，具有實時性和自主性，能夠滿足飛行器在軌道變軌、中途修正等對實時性要求較高的場合的應(yīng)用需求。

摘要： 本申請?zhí)峁┮环NVLBI系統(tǒng)中通道時延的校正方法及裝置，校正方法包括：在VLBI系統(tǒng)的信號處理過程中，基于通道中各頻點的相位校正信號所對應(yīng)的復(fù)相位，構(gòu)建復(fù)相位與對應(yīng)頻率的關(guān)系序列；獲取關(guān)系序列的分辨率函數(shù)；確定分辨率函數(shù)對應(yīng)的目標采樣點序列，其中，目標采樣點序列中至少包含有：1個峰值采樣點，該峰值采樣點前后相鄰的各1個采樣點；根據(jù)擬合插值法確定目標采樣點序列的理論峰值處對應(yīng)的通道時延及通道初始相位，以及，應(yīng)用通道時延及通道初始相位對VLBI系統(tǒng)中通道時延進行校正。本申請能夠有效提高獲取的VLBI系統(tǒng)中通道時延及初始相位的準確性及可靠性，進而能夠有效提高VLBI系統(tǒng)中通道時延的校正結(jié)果的準確性。

摘要： 本發(fā)明涉及一種用于空間VLBI的射電源二次項時延模型重構(gòu)方法，包括：根據(jù)預(yù)設(shè)的觀測計劃，確定用于空間VLBI的參數(shù)信息，并獲取第一臺站和第二臺站的射電源基帶信號序列；在二維時延?時延率空間內(nèi)確定搜索范圍、搜索步長，并根據(jù)搜索范圍和搜索步長將二維時延?時延率空間進行網(wǎng)格劃分；針對劃分出的每個網(wǎng)格點，對第一臺站和第二臺站的射電源基帶信號序列進行分段處理，獲取每個網(wǎng)格點對應(yīng)的最大相關(guān)幅度均值；找出最大相關(guān)幅度均值最大的網(wǎng)格點；根據(jù)最大相關(guān)幅度均值最大的網(wǎng)格點，重構(gòu)出用于空間VLBI的射電源二次項時延模型。本發(fā)明能夠在計算復(fù)雜度不會有數(shù)量級增長的同時，獲得高精度的射電源時延模型。

摘要： 本發(fā)明涉及一種基于加權(quán)全頻譜合成方法的空間VLBI信號增強方法，包括步驟：S1：對空間望遠鏡、n個地面望遠鏡接收到的信號進行第一次相關(guān)處理，得到第一互相關(guān)功率譜；S2：得到參與合成的n個地面望遠鏡信號間需補償?shù)臍堄鄷r延、殘余時延率；S3：得到需補償?shù)南辔?；S4：將參與合成的望遠鏡接收到的信號同步到同一波前；S5：搜索最佳加權(quán)系數(shù)，并將參與合成的望遠鏡進行加權(quán)合成，形成虛擬望遠鏡；S6：將虛擬望遠鏡與空間望遠鏡進行VLBI干涉處理。本發(fā)明的基于加權(quán)全頻譜合成方法的空間VLBI信號增強方法，通過將多個地面望遠鏡的信號合成，形成虛擬望遠鏡后再與空間望遠鏡進行VLBI，提高了基線靈敏度。

摘要： 本發(fā)明提供了一種VLBI的高精度太空飛行器軌道測量方法，包括具有VLBI系統(tǒng)的設(shè)備、信息接收端、數(shù)據(jù)處理中心，VLBI系統(tǒng)的設(shè)備將要測量的參數(shù)數(shù)據(jù)傳送至地球上的信息接收端，信息接收端將數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)處理中心，進行數(shù)據(jù)的處理，其中設(shè)備包括多個在外太空點位置建設(shè)的射電望遠鏡，地球上點位置建設(shè)的射電望遠鏡，以及所有射電望遠鏡之間能夠信息傳送的網(wǎng)絡(luò)基站。該方法是在外太空設(shè)置射電望遠鏡的位置點并不限于特定的點，而是一些固定軌道上位置、或相對某些星球固定空間位置的點的集合，點群，能夠突破地球常規(guī)距離的限制，利用地球外太空的點放置的望遠鏡，大幅度地提升VLBI系統(tǒng)的口徑，從而實現(xiàn)衛(wèi)星軌道的測量精度。

摘要： 本發(fā)明實施例公開了一種基于譯碼輔助的VLBI數(shù)據(jù)處理方法，裝置及計算機存儲介質(zhì)；該方法包括：每個地面站基于各自的先驗信息對各自所接收到的原始數(shù)據(jù)進行條紋旋轉(zhuǎn)補償與時延補償，獲得每個地面站所對應(yīng)的補償后數(shù)據(jù)；每個地面站均針對預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)幀模板進行編碼與重調(diào)制，獲得每個地面站各自對應(yīng)的標準數(shù)據(jù)；將各地面站所對應(yīng)的補償后數(shù)據(jù)與各自對應(yīng)的標準數(shù)據(jù)進行相關(guān)運算，獲得各地面站接收數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù)之間的相對時延差與相對時延變化率估計值；基于各地面的相對時延差與相對時延變化率估計值分別進行求和，獲取所有地面站接收數(shù)據(jù)之間的時延差與時延變化率估計值；針對所有地面站接收數(shù)據(jù)之間的時延差與時延變化率估計值進行條紋旋轉(zhuǎn)與時延補償，獲得由所有地面站所形成的基線的總時延差與總時延變化率。

摘要： 本發(fā)明提供一種基于互相關(guān)譜合成的空間VLBI信號增強方法，包括：空間望遠鏡和多個地面望遠鏡組成VLBI干涉系統(tǒng)，獲取來自空間望遠鏡和來自多個地面望遠鏡的原始觀測數(shù)據(jù)；基于空間望遠鏡和地面望遠鏡的之間原始觀測數(shù)據(jù)的相關(guān)處理以及地面望遠鏡之間的原始觀測數(shù)據(jù)的相關(guān)處理，經(jīng)過相干合成得到經(jīng)過增強的VLBI信號。本發(fā)明的空間VLBI信號增強方法基于VLBI互相關(guān)譜合成的空間VLBI信號增強技術(shù)，同時完成地基VLBI望遠鏡觀測原始信號合成與空間?地面VLBI基線相關(guān)處理，實現(xiàn)單個地基口徑望遠鏡與空間小口徑望遠鏡進行月地VLBI的效果。

摘要： 本發(fā)明提供一種用于多目標VLBI測軌驗證的通用信號仿真方法，包括：在時域中對目標源的中頻信號進行仿真，得到中頻數(shù)字信號，其中目標源是可切換的探測器和射電源；對中頻數(shù)字信號進行處理，以生成基帶信號的仿真結(jié)果。本發(fā)明的用于多目標VLBI測軌驗證的通用信號仿真方法的中頻信號仿真的整個過程都在時域中處理，同時具備射電源和探測器基帶信號仿真功能，實現(xiàn)了射電源和探測器信標仿真的統(tǒng)一，適用于仿真深空探測VLBI交替觀測模式；并且，通過從中頻信號開始仿真能顯著減少計算和存儲復(fù)雜度，具備工程可行性。