CVN硬盘系统和软件相关处理在e-VLBI试验中的应用(英文)

介绍了中国VLBI网(CVN)的e-VLBI技术研究进展。CVN包括上海佘山、乌鲁木齐南山2个固定观测站和云南昆明的流动站,以及上海天文台的2台站硬件相关处理机。2003年上海天文台自行研制了基于PC技术的VLBI数据记录、回放系统,命名为CVN硬盘系统,并成功将其安置于CVN观测站和处理机系统。硬件处理机经过改造后,已能处理来自硬盘和原有磁带系统的数据。从2003年至今,中国VLBI网采用该硬盘系统进行了多次VLBI观测和e-VLBI试验。在CVN硬盘系统基础上,软件相关处理技术的研究也得以开展。软件相关处理原型程序已经被用于台站条纹检测、卫星条纹搜索和数据处理中。该软件获得的计算结果被成功用于国内第一个3台站卫星VLBI的延迟和延迟率闭合试验,以及国内首次利用VLBI数据进行的卫星定轨试验。除此之外,该软件还用作硬件处理机的条纹引导器。为适应未来“嫦娥”月球探测工程,CVN将扩展成含有4个观测站和2个相关处理机(硬件、软件)的实时VLBI网。今后, e-VLBI将被应用于月球卫星导航以及测地和天体物理的VLBI观测。

e-VLBI技术及其在卫星定轨中的应用概况

e-VLBI技术继承了VLBI本身具有的极高角分辨率,且其利用高速通讯网络传送观测数据,能够快速得到观测结果,这些优点对于卫星的快速测定轨和提高卫星现有的定轨精度是十分有利的。通过对e-VLBI技术特点的分析及其发展历程的回顾,并结合卫星的差分VLBI观测原理,重点阐述和讨论了e-VLBI技术在我国的应用现状、发展及要求,展望了我国未来e-VLBI的发展前景。

中国e-VLBI网的建立及应用

基于商用计算机技术和高速网络通信技术发展的e—VLBI技术在数据记录系统、数据格式、传输协议等方面发展迅速，并己得到广泛应用。中国VLBI网所属观测站及数据中心通过通信网络的连接，成为具备实时e—VLBI能力的测量系统，在探月工程历次任务中，实现了对观测数据的快速可靠采集、传输和处理，为月球探测器提供了重要的实时测定轨数据。为适应未来天体物理、天体和大地测量宽带科学观测需求，e—VLBI面临新的机遇及挑战。

面向e-VLBI天文数据的高性能传输协议研究

VLBI(Very Long Baseline Interferometry)是目前空间分辨率最高的天文观测技术。近年来随着网络通信和计算机技术的进步,其传输模式也逐渐的向实时网络传输的e-VLBI方向发展。e-VLBI要求稳定、高速、可靠的传输速率,需要有高性能的网络传输协议。首先介绍了e-VLBI数据传输的研究背景及国内外研究现状,并对其数据传输的特点进行了总结,然后介绍了现有的一种针对e-VLBI中VDIF(VLBI Data Interchange Format)格式数据传输的网络传输协议SUDP(Simple UDP),在此基础上,提出了一种基于SUDP的改进协议RSUDP(Reliable SUDP),实验结果显示RSUDP在保证高速的传输速率的同时,比SUDP具有更好的可靠性。

乌鲁木齐天文站Mark5系统实施及其研究

分析了VLBIMark5磁盘记录系统的硬件结构和软件结构。对其软件实现做了设计层面上的分析。给出了乌鲁木齐天文站Mark5系统实施后的操作流程图。分析了Haystack天文台e VLBI软件的结构。

基于中国VLBI网嫦娥三号差分相时延研究

嫦娥三号成功软着陆后,中国VLBI网（Chinese VLBI Network,CVN）利用同波束VLBI技术（Same-Beam VLBI,SBI）观测巡视器玉兔和着陆器。分析了嫦娥三号同波束VLBI技术技术,发现电离层差分时延导致差分相时延趋势变化;分析了同波束VLBI技术差分相时延（Differential Phase Delay,DPD）多项式拟合后残差,发现巡视器发射数传信号和遥测信号条件下差分相时延残差的随机误差分别为0.085 ps和0.192 ps,导致遥测信号差分相时延随机误差大的原因是巡视器全向天线基准信号稳定度太低;给出了差分相时延闭合时延结果,与定位解算结果保持一致,说明整周模糊度解算成功;然后分析相对定位后的差分相时延残差,分析发现巡视器发射数传信号时,残差约为0.05 mm,发射遥测信号时,残差为0.2~0.7 mm。最后确定嫦娥三号差分相时延误差因素主要为整周模糊度、电离层差分时延和巡视器天线基准信号频率稳定度太低导致的。

面向绕月交会对接的同波束VLBI研究

针对"嫦娥5号"(CE-5)探测器间高精度相对测量需求,设计了我国深空干涉测量处理中心框架下的同波束VLBI处理算法,分析了X波段同波束VLBI相位解模糊条件和结果;通过引入群时延辅助的相位干涉技术,大幅抑制了干涉时延随机误差,为同波束VLBI中相位解模糊提供了先验条件;利用CE-5对接实测数据验证了本文工作的有效性,为CE-5任务同波束VLBI的实施奠定了基础。

VLBI技术及其在我国月球探测器中的实现与应用

VLBI技术在我国探月工程中的使用,实现了该技术在我国航天工程的首次应用。文章介绍了嫦娥一号、嫦娥二号星载VLBI子系统的技术方案及功能分配,给出了星载VLBI子系统关键技术及主要技术指标。VLBI子系统在探测器载荷重量、功耗受限的条件下,实现了两路X波段VLBI测定轨信号发送的功能。

VLBI标准接口的发展

VLBI标准接口是近年来在VLBI技术中诞生的一个新概念,它旨在解决多年来各VLBI数据传输系统不兼容的问题．该文阐述了VLBI数据传输系统的发展历史,包括传统的记录／回放系统和新兴的网络数据传输两方面的内容;说明了VLBI标准接口的作用和意义;并分别介绍了VLBI标准接口规范3方面的内容:VLBI标准接口件规范(VSI-H)、VLBI标准接口软件规范(VSI-S)和VLBI标准接口网络规范(VSI-E)．