VLBI观测北斗GEO卫星的相关处理试验
发布时间：2021-01-01 08:02
对北斗地球同步卫星（GEO）使用甚长基线干涉测量技术（VLBI）进行测量,VLBI测量的是目标横向位置与速度,从而与测距测速技术形成互补。研究了VLBI观测卫星的基本原理和Di FX（distributed FX correlator）对卫星处理主要流程。利用适合于卫星的Di FX软件相关器进行数据处理分析获得了清晰的干涉条纹。针对中国科学院国家授时中心宽带VLBI系统在观测北斗卫星信号时,由于观测带宽远大于信号带宽,导致必须要处理大量的无用信息,提出了用Zoom方法对观测带宽频率进行截取有效信号的方法。利用Zoom方法和常规方法进行相关处理及后处理,结果表明在观测有效带宽的情况下,Zoom方法可以有效地提高信号观测质量和观测精度。
【文章来源】：时间频率学报. 2020年03期
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
吉林—三亚互相关谱
第3期张继荣等：VLBI观测北斗GEO卫星的相关处理试验237图7喀什—三亚互相关谱利用HOPS的Fourfit程序计算得到VLBI观测值，得到8MHz有效信号内的吉林—三亚的时延精度为69ps，吉林—喀什的时延精度为152ps，喀什—三亚的时延精度为112ps。从图5至图7中可以看出卫星的有效信号均落在14~22MHz之间，其他频率范围内噪声干扰较大，并且可以看出3条基线都在14~22MHz，8MHz带宽之间出现较为清晰的干涉条纹，通过HOPS进行干涉条纹的互功率谱拟合有较为理想的结果。在8MHz带宽之外由于噪声干扰信号较大，可以看到其拟合结果并不理想，各个相位与频率，幅度与频率的关系无规则的分布于图内，无法进行有效拟合。另外可以看出在数据相关处理过程中明显会对干扰噪声和有效信号同时进行相关处理，这就会对最终的时延结果造成一定影响。在整个频带中我们只对某段频谱的局部特性感兴趣，而不是包含干扰信号的整个频带，但由于宽带VLBI观测卫星的限制，VGOS系统的最小观测带宽仅为32MHz，无法支持任意的指定带宽进行处理，同时考虑到干扰噪声信号处理过程中所带来的的影响，所以需要对源信号进行截取8MHz带宽来提取有效信号，滤掉干扰噪声信号再进行相关处理。图8到图10分别为吉林—三亚、吉林—喀什、喀什—三亚3条基线分别截取8MHz带宽后，提取出有效信号进行相关处理及条纹拟合后的互功率谱。可以看到在整个带宽内都为有效信号，并且拟合后均出现清晰的干涉条纹。经过截取8MHz带宽后得到时延精度吉林—三亚为29ps，吉林—喀什为47ps，喀什—三亚为44ps。图8吉林—三亚8MHz带宽互相关谱1000-100051015202530频率/MHz5.00K—SK—S相位幅度/dB012345678频率
硐耄?鞲鱿辔挥肫德剩??扔肫德实墓叵滴薰嬖虻姆植加谕寄冢?薹ń?杏行?夂稀Ａ硗饪?以看出在数据相关处理过程中明显会对干扰噪声和有效信号同时进行相关处理，这就会对最终的时延结果造成一定影响。在整个频带中我们只对某段频谱的局部特性感兴趣，而不是包含干扰信号的整个频带，但由于宽带VLBI观测卫星的限制，VGOS系统的最小观测带宽仅为32MHz，无法支持任意的指定带宽进行处理，同时考虑到干扰噪声信号处理过程中所带来的的影响，所以需要对源信号进行截取8MHz带宽来提取有效信号，滤掉干扰噪声信号再进行相关处理。图8到图10分别为吉林—三亚、吉林—喀什、喀什—三亚3条基线分别截取8MHz带宽后，提取出有效信号进行相关处理及条纹拟合后的互功率谱。可以看到在整个带宽内都为有效信号，并且拟合后均出现清晰的干涉条纹。经过截取8MHz带宽后得到时延精度吉林—三亚为29ps，吉林—喀什为47ps，喀什—三亚为44ps。图8吉林—三亚8MHz带宽互相关谱1000-100051015202530频率/MHz5.00K—SK—S相位幅度/dB012345678频率/MHz8.06.0160150140幅度/dB相位J—SJ—S
【参考文献】：
期刊论文
[1]卫星共视与基线长度及卫星高度关系的研究[J]. 徐磊,杨旭海,弓剑军,刘佳. 时间频率学报. 2019(03)
[2]地球卫星VLBI观测研究进展[J]. 孙焱,张波,舒逢春. 天文学进展. 2019(01)
[3]基于VGOS的GEO卫星观测试验[J]. 弓剑军,马浪明,姚当,杨旭海. 时间频率学报. 2018(04)
[4]火星探测VLBI测定轨技术[J]. 刘庆会. 深空探测学报. 2018(05)
[5]基于VLBI与BDS联合解算ERP的算法研究[J]. 刘聪,孟鹏飞,刘鑫. 全球定位系统. 2018(03)
[6]Basic Earth’s Parameters as estimated from VLBI observations[J]. Ping Zhu,Attilio Rivoldini,Laurence Koot,Véronique Dehant. Geodesy and Geodynamics. 2017(06)
[7]深空探测器无线电干涉测量开源数据处理系统构建及试验[J]. 陈永强,周欢,李伟,屈明,刘庆. 飞行器测控学报. 2017(03)
[8]转发式测定轨技术及其研究进展[J]. 杨旭海,丁硕,雷辉,曹芬,李志刚,郭际,李伟超,孙保琪,陈亮,黄承强,成璇,弓剑军,龚婕. 时间频率学报. 2016(03)
[9]高精度甚长基线干涉测量理论时延软件的实现[J]. 孟书宇,王伟华,吴晓平,魏伟. 测绘科学. 2017(02)
[10]基于中国VLBI网嫦娥三号差分相时延研究[J]. 郑鑫,刘庆会,吴亚军,贺庆宝,李培佳,黄勇,周伟莉. 天文研究与技术. 2016(04)
本文编号：2951233
【文章来源】：时间频率学报. 2020年03期
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
吉林—三亚互相关谱
第3期张继荣等：VLBI观测北斗GEO卫星的相关处理试验237图7喀什—三亚互相关谱利用HOPS的Fourfit程序计算得到VLBI观测值，得到8MHz有效信号内的吉林—三亚的时延精度为69ps，吉林—喀什的时延精度为152ps，喀什—三亚的时延精度为112ps。从图5至图7中可以看出卫星的有效信号均落在14~22MHz之间，其他频率范围内噪声干扰较大，并且可以看出3条基线都在14~22MHz，8MHz带宽之间出现较为清晰的干涉条纹，通过HOPS进行干涉条纹的互功率谱拟合有较为理想的结果。在8MHz带宽之外由于噪声干扰信号较大，可以看到其拟合结果并不理想，各个相位与频率，幅度与频率的关系无规则的分布于图内，无法进行有效拟合。另外可以看出在数据相关处理过程中明显会对干扰噪声和有效信号同时进行相关处理，这就会对最终的时延结果造成一定影响。在整个频带中我们只对某段频谱的局部特性感兴趣，而不是包含干扰信号的整个频带，但由于宽带VLBI观测卫星的限制，VGOS系统的最小观测带宽仅为32MHz，无法支持任意的指定带宽进行处理，同时考虑到干扰噪声信号处理过程中所带来的的影响，所以需要对源信号进行截取8MHz带宽来提取有效信号，滤掉干扰噪声信号再进行相关处理。图8到图10分别为吉林—三亚、吉林—喀什、喀什—三亚3条基线分别截取8MHz带宽后，提取出有效信号进行相关处理及条纹拟合后的互功率谱。可以看到在整个带宽内都为有效信号，并且拟合后均出现清晰的干涉条纹。经过截取8MHz带宽后得到时延精度吉林—三亚为29ps，吉林—喀什为47ps，喀什—三亚为44ps。图8吉林—三亚8MHz带宽互相关谱1000-100051015202530频率/MHz5.00K—SK—S相位幅度/dB012345678频率
硐耄?鞲鱿辔挥肫德剩??扔肫德实墓叵滴薰嬖虻姆植加谕寄冢?薹ń?杏行?夂稀Ａ硗饪?以看出在数据相关处理过程中明显会对干扰噪声和有效信号同时进行相关处理，这就会对最终的时延结果造成一定影响。在整个频带中我们只对某段频谱的局部特性感兴趣，而不是包含干扰信号的整个频带，但由于宽带VLBI观测卫星的限制，VGOS系统的最小观测带宽仅为32MHz，无法支持任意的指定带宽进行处理，同时考虑到干扰噪声信号处理过程中所带来的的影响，所以需要对源信号进行截取8MHz带宽来提取有效信号，滤掉干扰噪声信号再进行相关处理。图8到图10分别为吉林—三亚、吉林—喀什、喀什—三亚3条基线分别截取8MHz带宽后，提取出有效信号进行相关处理及条纹拟合后的互功率谱。可以看到在整个带宽内都为有效信号，并且拟合后均出现清晰的干涉条纹。经过截取8MHz带宽后得到时延精度吉林—三亚为29ps，吉林—喀什为47ps，喀什—三亚为44ps。图8吉林—三亚8MHz带宽互相关谱1000-100051015202530频率/MHz5.00K—SK—S相位幅度/dB012345678频率/MHz8.06.0160150140幅度/dB相位J—SJ—S
【参考文献】：
期刊论文
[1]卫星共视与基线长度及卫星高度关系的研究[J]. 徐磊,杨旭海,弓剑军,刘佳. 时间频率学报. 2019(03)
[2]地球卫星VLBI观测研究进展[J]. 孙焱,张波,舒逢春. 天文学进展. 2019(01)
[3]基于VGOS的GEO卫星观测试验[J]. 弓剑军,马浪明,姚当,杨旭海. 时间频率学报. 2018(04)
[4]火星探测VLBI测定轨技术[J]. 刘庆会. 深空探测学报. 2018(05)
[5]基于VLBI与BDS联合解算ERP的算法研究[J]. 刘聪,孟鹏飞,刘鑫. 全球定位系统. 2018(03)
[6]Basic Earth’s Parameters as estimated from VLBI observations[J]. Ping Zhu,Attilio Rivoldini,Laurence Koot,Véronique Dehant. Geodesy and Geodynamics. 2017(06)
[7]深空探测器无线电干涉测量开源数据处理系统构建及试验[J]. 陈永强,周欢,李伟,屈明,刘庆. 飞行器测控学报. 2017(03)
[8]转发式测定轨技术及其研究进展[J]. 杨旭海,丁硕,雷辉,曹芬,李志刚,郭际,李伟超,孙保琪,陈亮,黄承强,成璇,弓剑军,龚婕. 时间频率学报. 2016(03)
[9]高精度甚长基线干涉测量理论时延软件的实现[J]. 孟书宇,王伟华,吴晓平,魏伟. 测绘科学. 2017(02)
[10]基于中国VLBI网嫦娥三号差分相时延研究[J]. 郑鑫,刘庆会,吴亚军,贺庆宝,李培佳,黄勇,周伟莉. 天文研究与技术. 2016(04)
本文编号：2951233
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