乌鲁木齐天文站建立脉冲星相干消色散观测系统

脉冲星发射的辐射信号经过星际介质到达观测天线的过程中,存在色散效应。该效应导致有一定带宽脉冲信号的不同频率成份到达天线时间有延迟,影响对脉冲星的观测。消色散技术是脉冲星观测的关键技术,它对脉冲星观测系统的灵敏度和观测精度至关重要。脉冲星相干消色散过程是:通过对观测信号进行Nyquist采样,对采样数据做傅立叶变换,变换后的频域信号与星际介质Chirp函数乘积,然后再做逆傅立叶变换回时域,得到消色散后的时域信号。乌鲁木齐天文站依托现有的南山25m射电望远镜和VLBI记录终端MK5A系统,自行开发的相干消色散处理软件(Linux操作系统下C语言调用MPI库)和4节点机群系统,建立了脉冲星相干消色散观测系统。

乌鲁木齐天文站在月球探测同波束干涉测量中的作用

首先简要介绍同波束干涉测量技术,随后叙述中国科学院国家天文台乌鲁木齐天文站在2008年成功完成了约200 h日本月球卫星SELENE同波束较差甚长基线干涉测量,并阐述乌站在此次VLBI中的作用。给出利用SELENE的观测数据,分析、解算出乌站25 m天线与日本VERA网相关台站基线Rstar、Vstar的S1、S2、S3、X频段的较差相关相位、较差相关相位残差,以及对各频段的较差相关相位、较差相关相位残差比对,最后获得较差相位时延。结果显示,同波束甚长基线干涉测量比传统VLBI观测得到的群时延精度提高了1～2个量级。

乌鲁木齐天文站南山GPS跟踪站的地心坐标精确测定

利用GAMIT软件 ,采用有基准算法对乌鲁木齐南山观测基地新建GPS跟踪站GUAO的观测资料进行了归算 ,结果表明该站观测资料的质量是可靠的 ,并首次获得了该站在ITRF2 0 0

乌鲁木齐南山GPS跟踪站观测资料精度分析

乌鲁木齐天文站于 2 0 0 1年按照国家重大科学工程“中国地壳运动观测网络”基准站的要求 ,在乌鲁木齐南山站建立了GPS跟踪站 (GUAO :GPSstationoftheUrumqiAstronomicalObservatory) ,现已加入IGS网 ,并向IGS发送GPS观测资料。利用GAMIT软件 ,采用有基准算法对新建GPS跟踪站的观测资料进行了归算和精度分析 ,首次获得了该站在ITRF2 0 0 0中毫米级精度的地心坐标。

乌鲁木齐南山站25m射电望远镜在6cm波段对地面辐射的总功率响应

利用乌鲁木齐南山站25m望远镜6cm系统对观测站周边的地面辐射做了仔细的观测。发现该系统对地面辐射的响应在天空的不同方向有显著的变化。望远镜俯仰为8°时,南方由于高山的影响,对地面辐射的响应已经饱和;甚至在望远镜指向高俯仰（60°）时,总功率响应随不同方位的起伏也可达到0.3K,大于银道面0.01-0.1K的响应,因此它对射电天文观测有显著的影响。根据这些观测数据,建立了6cm系统在不同方向处对地面辐射的响应模型。此模型能够大致描述地面辐射的特征,但尚不能用来完全消除地面辐射的影响。

基于以太网的射电天文制冷接收机的监视系统

制冷接收机是射电望远镜的核心设备,它是否正常工作直接决定望远镜观测的效果。制冷接收机的制冷温度和杜瓦真空度是反映接收机是否正常工作的最重要、最直接的指标之一。因此实现制冷接收机制冷温度和杜瓦真空度的远程实时监控,及时了解接收机是否正常工作对保证射电望远镜正常运行、提高观测效率有重要意义。为乌鲁木齐天文站25m射电望远镜1.3cm制冷接收机研制的一套基于单片机和以太网的数据采集和数据传输的远程监视系统,实现了制冷接收机制冷温度和杜瓦真空度的远程实时监控。该系统采用了美国ATMEL公司生产的8位单片机AVR ATmega16、Microchip Technology公司生产的ENC28J60以及MAXIM公司生产的MAX7219,实现对射电天文制冷接收机制冷温度和杜瓦真空度的数据采集,并利用以太网传输数据实现了远程实时监控接收机的制冷状态。阐述了以太网数据采集及远程监控电路的设计原理及其实现方法。该系统首次在国内大型射电望远镜上实现了对制冷接收机工作状态的远程实时监控,对于保证乌鲁木齐天文站25m射电望远镜1.3cm波段的观测效果有重要作用。

上海和乌鲁木齐射电望远镜的超高精度同波束VLBI观测

上海天文台和国家天文台乌鲁木齐天文站的25米射电望远镜于2008年参加了日本月球卫星SELENE的两个子卫星Rstar和Vstar的同波束较差VLBI观测. 当Rstar和Vstar的角距小于0.1°时, 上海-乌鲁木齐基线的X频段的较差相位时延的测量残差为0.15 mm·rms, 比现有VLBI的最小残差改善了1~2个量级. 当Rstar和Vstar的角距小于0.56°时, 也成功得到S频段的较差相位时延, 其测量残差为毫米级. 利用VLBI和多普勒及测距数据, Rstar和Vstar的定轨精度提高到了数米. 超高精度的同波束较差VLBI技术将极大地提高我国的深空探测器的精密测定轨能力, 并将被用于我国首个火星探测器“萤火一号”（YH-1）和俄罗斯的“福布斯”探测器（Phobos-grunt）的精密测定轨中.

基于VLBI和GPS测量2009年7月22日日全食期间电离层TEC变化

2009年7月22日上午发生的日全食是21世纪全食持续时间最长的日全食,跨越了中国北纬约30°的广大地区,为研究太阳对地球电离层的影响提供了一次难得的机会。上海位于此次日全食带中心线附近,为此,上海佘山站、乌鲁木齐南山站和日本鹿岛站开展了VLBI联合观测实验。与此同时,TEC测量还配合使用了GPS观测站。本文介绍了此次日全食观测实验的背景、测量方案、观测实验详情和数据处理流程。根据相关处理结果,利用二维条纹搜索方法在上海-乌鲁木齐基线获得了优质干涉条纹,预示着VLBI测量取得成功。对单站GPS数据的初步分析表明,日全食食甚时刻TEC值存在快速下降。此次观测实验预期将首次获得电离层TEC变化的VLBI实测结果,并开展VLBI与GPS测量结果的比较研究。

采用VC++的射电望远镜控制软件在Windows XP下的设计和实现

射电望远镜控制软件的主要功能是控制射电望远镜精确、实时的跟踪指定目标,本文介绍了Windows XP系统下基于Visual C++的射电望远镜控制软件的设计,重点叙述了软件的功能、通信方式、图形界面的实现[2]。

40m口径射电望远镜

介绍了40m望远镜的结构和性能,以及在中国VLB I网中的试观测情况和其他应用情况。

VLBI台站监管系统的研制与应用

VLBI台站监管系统是绕月探测工程VLBI测轨分系统应用软件的一个重要组成部分。其主要功能是在VLBI观测期间实时监管各测站参试设备运行状况,采集参试设备数据信息并进行处理分析与存档,当系统出现问题时能立即指出问题所在;另外,还实时提供必要的有关数据给VLBI数据处理中心做相关处理。VLBI台站监管系统在嫦娥探月一期工程实施期间运行稳定、可靠,对VLBI测轨任务的圆满完成起到了积极的作用。目前,它仍在探月工程的常规观测中发挥作用。

数控技术专业实践教学新体系的构建与应用

根据专业发展及社会发展的需要,探讨了确立数控技术专业实践教学体系的总架构,并探索实践教学体系有效运用到教学过程的方法与策略。

VLBI台站电磁兼容性评估

对VLBI(Very Long Baseline Interferometry)台站电磁兼容性的特点及其影响因素进行了分析;在对几种常用的评估方法对系统的适用性论证的基础上,借鉴网络层次分析法(ANP)中建模及求解权重的原理,结合理想点排序法(TOPSIS)的优点,并运用权系数确定的区间调整法降低主观因素的影响,提出一种适用于系统电磁兼容性的改进的ANP-TOPSIS综合评估方法;建立了系统网络层次评估模型;具有十分重要的理论及工程应用价值。

VLBI台站布线的电磁兼容性分析

介绍了乌鲁木齐南山观测站VLBI(Very Long Baseline Interferometry)台站的组成及电磁兼容性特点,并针对系统内布线特点进行电磁兼容性分析,给出了克服线缆间相互干扰的措施和方法,为工程设计人员在VLBI台站布线设计及维护方面提供一些有效的解决方案,具有一定的工程意义。

Windows下天线数字视频监控系统的设计

数字监控系统是一种监控并记录操作信息和状态的设备[1],在南山射电望远镜的监控,起到了重要的作用.文章介绍了Windows下天线监控系统的系统结构,对主体系统中的多路监控、显示和播放、视频采集、运动检测的编程实现进行了详细的讨论。

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。

VLBI系统电磁兼容性评估软件设计

介绍了VLBI系统的电磁兼容性问题的重要性,运用改进的ANP-TOPSIS综合评估方法,对VLBI系统电磁兼容性评估软件进行设计。

S波段双极化低噪声接收机的设计与制作

所述的S波段双极化低噪声接收机是乌鲁木齐天文站根据天文观测研究的需要而设计制作的,接收机采用超外差式结构,设计中对接收机的噪声参数进行了细致地分析和合理地分配,分析选择了符合设计要求的接收机器件,制作中采取有效方法,改善接收机的噪声特性和阻抗匹配,并采用多种测试方法对接收机进行了测试,实测结果与设计分析的指标非常吻合,说明接收机的设计与制作都很成功,接收机噪声温度小于50K,达到国际同类接收机的水平。

制冷接收机低温杜瓦温度监测系统的研制

从设计、制作和测试方法方面介绍了一种制冷接收机低温杜瓦温度监测系统。主要阐述了低温杜瓦对温度监测系统的要求,根据要求合理设计,涉及到各种器件参数的选择以及布局制板等问题,为高精度温度采集系统的硬件设计提供了理论依据。设计采用多路模拟输入通道即集中采集方式,根据系统的需要划分不同的功能区块进行电路设计。制作完成的温度监测系统先后经调试校准、实验室模拟测试以及安装在乌鲁木齐25m射电望远镜18cm制冷双极化接收机上测试,各项设计功能都能很好地实现,并且运行可靠。

PSR J0034-0721强单个脉冲的观测研究

利用南山基地25 m射电望远镜在1.54 GHz频段对脉冲星PSRJ0034-0721强单个脉冲进行了观测.使用单脉冲探测方法,从1 h观测数据中探测到116个信噪比R_(SN)N≥5的单个脉冲信号.在1.54 GHz频段探测到的单个脉冲R_(SN)从5到10.5,峰值流量约是平均脉冲峰值流量的14～29倍,远小于典型巨脉冲强度与其平均脉冲强度的比.这些脉冲的强度累积分布基本符合幂律谱,拟合得到谱指数α=-4.3±0.4.本次观测对R_(SN)≥5的单个脉冲探测率为3%,对R_(SN)≥10的单个脉冲探测率约为0.08%.这些脉冲的半峰线宽(W_(50))从1.6到8 ms,平均为3.9 ms.探测到的绝大多数强单脉冲发射相位集中分布在平均脉冲轮廓的峰值相位处,但也探测到两个R_(SN)>8.5的强脉冲相位提前平均脉冲轮廓峰值相位33 ms左右,表明强脉冲发射区可能有两个,符合前人在40 MHz和111 MHz频段的观测结果,但1.54 GHz频段的平均脉冲轮廓只显示一个成份.