射电干扰(radio frequency interference, RFI)会导致与科学目标相关的天文观测数据损失或质量下降,因此对其进行检测与消除是射电天文观测数据处理的重要步骤之一。低频射电干扰主要来源于人为活动和自然大气现象,如调频广播、航空通...射电干扰(radio frequency interference, RFI)会导致与科学目标相关的天文观测数据损失或质量下降,因此对其进行检测与消除是射电天文观测数据处理的重要步骤之一。低频射电干扰主要来源于人为活动和自然大气现象,如调频广播、航空通信、卫星通信、流星和闪电等。以新疆乌拉斯台的21CMA (the 21 centimeter array)单天线阵的高时间分辨率(约1 ms)观测模式为基础开发出一套用于低频射电干扰快速检测与分析的算法软件。该软件利用信号频谱瀑布图作为输入,主要基于Canny边缘检测算法与Hough寻线算法来识别射电干扰信号。测试结果显示,该软件对参数依赖性低,输出结果准确率约在90%,处理性能有望满足实时处理的需要。观测数据来自2020年1月象限仪流星雨期间进行的约42 h的观测,通过射电干扰检测与初步分析,结果显示在74~110 MHz频率范围内,检测到的低频射电干扰的主要来源很可能是流星余迹的反射信号。展开更多
嫦娥四号低频射电频谱仪(Low Frequency Radio Spectrometer,LFRS)放置在月球背面,观测条件得天独厚。然而,嫦娥四号平台存在约10-15W/(m2·Hz)的强干扰,并且干扰在每道时域数据中存在明显差异,大大削弱了低频射电频谱仪的观测灵敏...嫦娥四号低频射电频谱仪(Low Frequency Radio Spectrometer,LFRS)放置在月球背面,观测条件得天独厚。然而,嫦娥四号平台存在约10-15W/(m2·Hz)的强干扰,并且干扰在每道时域数据中存在明显差异,大大削弱了低频射电频谱仪的观测灵敏度。为此,从两组信号的相关性出发,提出基于CLEAN算法,借助互相关功率谱、傅里叶级数等工具,把低频射电频谱仪天线A,B和C的时域观测数据切分为强相关的CLEAN模型信号和部分相关的残余信号。其中,CLEAN模型信号主要由平台干扰信号和可能的低频强射电爆发组成;残余信号由接收机噪声、未扣除的平台干扰信号和常规低频射电信号组成。将该算法应用到实际数据中,结果表明,嫦娥四号低频射电频谱仪的未积分灵敏度可以提高约8个数量级,达到10-23W/(m2·Hz)。在此基础上,基于对平台干扰信号中确定成分和宽带随机成分的分类处理,借助低频射电爆发信号和平台干扰信号在功率谱上的不同表现,以及常规低频射电天文信号受月球自转调制等信息,将来科学分析工作的重点是进一步处理CLEAN模型信号和残余信号,以发现低频强射电天文爆发信号,对全天区进行粗略的成像。展开更多
嫦娥四号着陆器搭载的低频射电频谱仪(Low Frequency Radio Spectrometer,LFRS)已成功开展观测,每月把观测数据传回地面,并且把经过一定预处理后的2C级别的频谱数据释放给科学团队。旨在评估该级别数据是否满足探测宇宙黑暗时代21 cm整...嫦娥四号着陆器搭载的低频射电频谱仪(Low Frequency Radio Spectrometer,LFRS)已成功开展观测,每月把观测数据传回地面,并且把经过一定预处理后的2C级别的频谱数据释放给科学团队。旨在评估该级别数据是否满足探测宇宙黑暗时代21 cm整体谱的要求,对生成的2C级别数据进行了长时间积分,并模拟仿真银河系前景射电辐射。通过对两套数据进行对比分析发现,2C数据减弱40~50 dB,几乎不包含银河系前景的远场辐射信号,这种大幅度的减弱进而影响了该载荷对宇宙黑暗时代的探测能力。展开更多
虽然月球是除地球以外人类探测最为频繁的目标天体之一,但是月球空间环境仍然是未解之谜。美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)的“阿波罗”(Apollo)系列、“勘测者”(Surveyor)系列、“阿尔忒弥斯...虽然月球是除地球以外人类探测最为频繁的目标天体之一,但是月球空间环境仍然是未解之谜。美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)的“阿波罗”(Apollo)系列、“勘测者”(Surveyor)系列、“阿尔忒弥斯”(Artemis)任务、月球大气和粉尘环境探测器(Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer,LADEE),前苏联的“月球”(Luna)系列探测任务均进行了(或计划进行)月面就位探测,提供了一些月球电磁环境和月尘的信息;历次月球探测任务中的无线电观测提供了部分关于月球等离子体环境的信息。本文首先对当前月球空间环境研究进展和存在的问题进行介绍;其次,探讨了日、地对月球空间环境的可能影响;最后,基于“嫦娥四号”中继星及着陆器搭载的甚低频射电探测载荷,对未来月球空间环境研究及其探测进行了展望。展开更多
文摘嫦娥四号低频射电频谱仪(Low Frequency Radio Spectrometer,LFRS)放置在月球背面,观测条件得天独厚。然而,嫦娥四号平台存在约10-15W/(m2·Hz)的强干扰,并且干扰在每道时域数据中存在明显差异,大大削弱了低频射电频谱仪的观测灵敏度。为此,从两组信号的相关性出发,提出基于CLEAN算法,借助互相关功率谱、傅里叶级数等工具,把低频射电频谱仪天线A,B和C的时域观测数据切分为强相关的CLEAN模型信号和部分相关的残余信号。其中,CLEAN模型信号主要由平台干扰信号和可能的低频强射电爆发组成;残余信号由接收机噪声、未扣除的平台干扰信号和常规低频射电信号组成。将该算法应用到实际数据中,结果表明,嫦娥四号低频射电频谱仪的未积分灵敏度可以提高约8个数量级,达到10-23W/(m2·Hz)。在此基础上,基于对平台干扰信号中确定成分和宽带随机成分的分类处理,借助低频射电爆发信号和平台干扰信号在功率谱上的不同表现,以及常规低频射电天文信号受月球自转调制等信息,将来科学分析工作的重点是进一步处理CLEAN模型信号和残余信号,以发现低频强射电天文爆发信号,对全天区进行粗略的成像。
文摘嫦娥四号着陆器搭载的低频射电频谱仪(Low Frequency Radio Spectrometer,LFRS)已成功开展观测,每月把观测数据传回地面,并且把经过一定预处理后的2C级别的频谱数据释放给科学团队。旨在评估该级别数据是否满足探测宇宙黑暗时代21 cm整体谱的要求,对生成的2C级别数据进行了长时间积分,并模拟仿真银河系前景射电辐射。通过对两套数据进行对比分析发现,2C数据减弱40~50 dB,几乎不包含银河系前景的远场辐射信号,这种大幅度的减弱进而影响了该载荷对宇宙黑暗时代的探测能力。
文摘虽然月球是除地球以外人类探测最为频繁的目标天体之一,但是月球空间环境仍然是未解之谜。美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)的“阿波罗”(Apollo)系列、“勘测者”(Surveyor)系列、“阿尔忒弥斯”(Artemis)任务、月球大气和粉尘环境探测器(Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer,LADEE),前苏联的“月球”(Luna)系列探测任务均进行了(或计划进行)月面就位探测,提供了一些月球电磁环境和月尘的信息;历次月球探测任务中的无线电观测提供了部分关于月球等离子体环境的信息。本文首先对当前月球空间环境研究进展和存在的问题进行介绍;其次,探讨了日、地对月球空间环境的可能影响;最后,基于“嫦娥四号”中继星及着陆器搭载的甚低频射电探测载荷,对未来月球空间环境研究及其探测进行了展望。
