MARK5B帧格式解析及相关处理软件的设计与实现

为验证VLBI MARK5B数据记录回放系统的有效性,利用MATLAB软件设计实现一种MARK5B帧格式解析及相关处理软件。通过对MARK5B数据帧格式的解析,以及对解析后各通道数据FX相关处理得到的群时延的分析,验证系统数据记录通道的正确性。首先介绍VLBI系统组成和数据记录回放系统的国内外现状,然后详细描述MARK5B数据格式和FX相关处理方法等内容,最后说明软件的设计分析步骤,并对本地记录的MARK5B测控扩频信号数据进行帧格式解析和零基线FX相关处理。最终结论表明软件处理结果正确,具有一定的实用价值。

Mark4格式器升级为Mark5B采样器的方法及步骤

近年来世界VLBI(Very Large Baseline Interferometry)终端技术发展迅速,主流的记录终端已发展到Mark5B记录系统,Mark5C也正在研制和测试阶段。为了适应未来高速率、海量数据以及数字基带转换器观测的要求,需要将现有的Mark5A升级到Mark5B或Mark5B+,相应地需要将Mark4格式器升级为Mark5B采样器。主要描述了相关设备的原理以及Mark4格式器升级的步骤。

Mark5B格式器及10G网络传输系统在VLBI中的应用

由于遥远的天体发出的无线电信号极其微弱,信噪比极低,VLBI系统要想得到较高的测量精度,必须尽量加大测量带宽和提高采样位数,但是这样会导致VLBI终端(比如数字基带转换器)产生的观测数据激增。传统的VLBI终端数据传输系统采用VSI接口,数据最高传输速率限制在2 Gbps,且数据记录设备必须采用定制的Mark5B设备,极其不灵活,因此已经不能适应现在VLBI系统的观测需求。为了提高数据传输速率,增加数据记录设备的灵活性,上海天文台新研制的基于多相滤波器组和快速傅里叶变换方式的数字基带转换器的数据传输系统采用了高速灵活的10 G网络接口。10 G网络系统中数据传输采用报文交换方式,因此数据到达接收端的时间不是精确可靠的,这要求数据在进入10 G网络接口之前必须已经具有标准的VLBI数据格式,所以在10 G网络前端设计了Mark5B格式器。详细介绍了基于现场可编程门阵列的Mark5B格式器及10 G网络传输系统的设计原理,并在文章的最后通过三组实验验证了其功能的正确性和性能的稳定性。

VLBI监控系统的改进

对Mark5B监控系统软件的设计思想、软件功能、通讯机制等几个方面作了介绍。Mark5B记录系统是当今世界VLBI观测台站中广泛使用的最为先进的记录系统之一,也是VLBI终端系统的重要组成部分。研制Mark5B监控系统软件的主要目的是进一步提高VLBI终端记录系统的可靠性,保障VLBI联测数据有效和高质量。该软件是在Qt开发环境下采用signals/slots的安全类型机制,并在Qt creator IDE上设计图形界面,完成数据采集和网络通信工作。Mark5B监控系统不仅适用于VLBI天体物理测量观测、VLBI测地观测,而且适用于中国VLBI网(The Chinese VLBI Network,CVN)联测。

空间VLBI数据记录格式RDF解析与数据解码

空间甚长基线干涉测量(Very Long Baseline Interferometry,VLBI)由于基线更长,在相同的观测频率下,可获得比地基甚长基线干涉测量更高的分辨率.我国正在推进空间甚长基线干涉测量科学与技术研究.俄罗斯RadioAstron空间甚长基线干涉测量项目于2018年结束,其成功经验可以借鉴.该项目采用不同于常规地面甚长基线干涉测量的专用数据格式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,分析了RDF格式,完成了RDF数据解码及相关处理,然后对比分析了Mark5B、VDIF等地面甚长基线干涉测量通用数据格式和RDF格式的特点,为我国未来空间甚长基线干涉测量数据格式设计与处理积累经验.

一种高性能VLBI数据预处理方法及其软件实现

中国VLBI网（CVN）软件相关处理机包括数据预处理、条纹搜索及模型重构、软件相关处理和相位校正信号提取四个模块。提出了一种新的数据预处理方法，可对CVN各观测站生成的Mark5B格式的数据进行网络接收、同步字搜索、时间解码、数据码速率识别、数据纠错、数据有效率统计、测站数据延迟仿真与文件存储等预处理操作。经预处理后的数据可供软件相关处理、相位校正信号提取以及条纹搜索及模型重构等模块或VLBI中心其他软件使用。高性能VLBI数据预处理方法及其技术实现是VLBI软件相关处理机系统正常运行的重要保障。