探月衛(wèi)星同波束VLBI差分相位時延閉合計算與分析_圖文

1、 420 天 文 學 進 展 28 卷 由圖 2 可見, 同一時刻相位時延閉合計算結果為 1 ns , 修正至同一波前 的相位時 延閉 合計算結果 為 1 Z P s 這 表明依據 同一波前計算 的相位 時延閉合計算結果精 度更高 同 一時刻相位 時延 閉合計算結果 約為 I n , 這主要是 由于相位時 延波前沒有對齊 引起 的, s 考慮到時延測量精度 已接近這 一水平, 因此對相位時 延數(shù)據進行相位 修正至 同一波前 是 必要 的 修正后相 位時延 閉合計算 結果最大可達幾皮秒 , 這 主要是計算誤差 和采用 的線 性 修正模 型引入誤差造成 的 這 一結果 同時驗證 了預 報時延使用

2、的模 型為同一波前 相位 到達各站時 間差 4 差分相位時延閉合計算原理及算例分析 4 . 差分相位時延閉合計算原理分析 1 設,A 時 , 差分 位時 刻 相 延為 ( V 基 分別 嗡 線 為AB A C BC , 則3條 基線的 分相 差 位 時延閉合 事實上, 由差分相位時延定義可知, 對基線 A B AC B C , 差分相位時延分別為, ( V 二( 譜 ( 嗜 ( V 一( 資 ( 礴 ( v 一( 譜 ( 褚 嗡 譜一 一褚一 , 命 譜一 一褚一 , 嗡 譜一 一褚一 若時 對 一 , 則 分相 延閉 算為 ( 延 應同 波前 差 位時 合計 資彩 一( v 一( V十( V

3、 二 , 嗡 責 責 0 即差分相位時延閉合 否則, 若時延對應同一時標, 則須將數(shù)據修正至同一波前后再進行差分 相位時延閉合計算 修正方法與相位時延波前修正類似 但 由于 R ta 和 V s a 為兩個獨立的 S r tr 飛行器 , 嚴格來說對同一波前的修正應分開進行 但 R st : 和 V st : 位置十分接近, 其時延量 a a 也很接近, 故其時延量可近似認為一致 差分相位時延線性修正與相位時延線性修正的差分 相等, 即創(chuàng)( V一 謐 一 錢 而 位時延 性修 在 論 修 后的 分相 嗡 司 側 相 線 正已 上文 述 正 差 位 延閉 算公 時 合計 式為 ( 尹 嗡 V 一

4、( v 十( V十 嗡 V 差 相位時延 澡拾 一( 嗡 食 創(chuàng)( 分 閉 合計算可依此公式計算 . 42 算例分析 以 2005 年 5 月 咒 日IsG K 其均值基本為零 M z sw I IK 3 站組成的 3 條基線測量數(shù)據為例, 差分相 R 位時延閉合計算結果如圖 3 所示 圖中可見修正后的差分相位時延閉合計算結果顯著減小, V E R A JS G K 一 E R A M Z S W .V E R A IR !K 160廠 一一 一 廠 s e 華 言 倒 幸 霉 浪 翔 口 一e 甘l 勺L n ! 勻U 卜 ls I s e l H O B A R T V E R A M Z

5、 S W .V E R A IR IK - 丁 言0 L 伺街滴一 : - -一 謐 徽 如 霉 華 段 昌 ,4 2 0 一 一 一 ,一 一 一 一 一 一 一 一 內 乙 j. % 月 嘿 人 一 一 OL 1 5 ,5 勺 ; ! . % 卜 一 一 一 一 一 一 同時刻 16 16 5 17 17 5 18 0 湯 8別4 圖 16 2 0 0 8 5 22 T 0 16. 5 2 0 8 0 5 一2T 2 圖 3 差分相位時延閉合計算 存在周跳差分相位時延閉合計算 4 期 陳 明, 等: 探月衛(wèi)星同波束 V L B I 差分相位時延閉合計算與分析 計算同一天 H O B A R

6、 T M ZSW I形K 3 測站組成的 3 條基線的差分相位閉合計算結 果如圖 4 所示 圖中可見, 修正至同一波前的差分相位時延閉合計算結果波動顯著減小, 但數(shù)據并不近 于零, 而是接近于另外 1 個約 1 Cm 的常數(shù) , 該值十分接近于 S 波段 的一個 3 波長, 這說明差分相位時延數(shù)據中存在周跳, 幅度大小為 1 周 該周跳在差分相位時延 閉合計算時引入并被保留在計算結果中 比較圖 3 與圖 4 可知, 該周跳發(fā) 生在與 H O B A R T 站有關的 1 條基線中, 因而基本可 以判定周跳與 H O B A R T 站 的數(shù)據 有關 下面的例子將 說 明如何 確定發(fā) 生周跳的基

7、線 , 以及如何根據差分相位時延 閉合計算結 果對 發(fā)生周跳 的 數(shù)據進行 修正 對于 20 8一 1 T 1 : 14 0 的數(shù)據進行差分相位時 延閉合計算 , 結果如 0 10一 3 30一: 6 圖 5 所示 V E R A IS G K 一 E R A M Z S W .V E R A IR IK 5 . 11 -0 V E R A M Z S 切 E R A I IK 一 E R A O G S W 卜V R 霉 岔 徽 琪 段 巾 昌 - 今同時刻 刻 一, 一 同波前 前 霉 岔 徽 忍 如 o 華刁 匕 月 州 只 - _, 一 同日刻 勸. 同艦前 日 寸 _ 艦 支 l l

8、 1 3 .5 :飯 一 分 一 一 一 一 , 一 一 一 一 一 一 們 l 一 勺 一 一洲 一 不 一 一 一 , ! l 一 簫 際 一 13 .8 1 3 .6 1 3 .7 1 3 .8 1 3 .9 14 13 5 1 3 .6 13 .7 l 口 1 3 .9 勺一 , I . -一 戶 14 2 0 0 8 一0 一6 T 1 1 2 0 0 卜1 0 1 6 T V E R A IS G K 一 E R A IR IK 一 E R A O G S W 翻 5伽 .7 83 31 V E R A IS G K .V E R 八M Z S W - E 只 G S W V 八O

9、 釋 塑 倒 浪 如 盆 昌 _一一 ! 時J l 司亥 同 前 波 . 班 劃 倒 岔 玻 如 口 州 .勸 . . 同時刻 刻 % 武翎 書 叭 一 洲 咖 卜 尸 同前 一 波 護 了 叼% 氣 了氣 20 08一 0 6 T 1 1 圖 3 1 久 口 5 . 13 .6 13 7 13 8 1 3 .9 14 2 0 0 8 一0 一6 T , 1 S I G K 一 IK 一 G S W 一 ZSW 4 站中任意 3 站組合差分相位時延閉合計算 IR O M 4 站 中任意 3 站 組合差分相 位時延 閉合計 算結果 如圖 5 所示 , 其 中不含 基線 I G K S O G S

10、W 的組合差分 相位 時延 閉合 , 而含 有基線 I G K 一 G SW 的 組合差 分相位時 延閉合 s O 計算結果存在周跳 , 因而 可以確定基線 I G K 一 G SW 數(shù)據 中存在一個正 向周 跳 將基線 S O S I G K 一 G SW 差分相位時延數(shù)據校正后 重新進行差分相位 時延 閉合計算 , 結 果如圖 6 所 O 示, 可見校正后的差分相位時 延閉合 對干較長觀測弧段的差分相位時延閉合計算結果表 明, 不同時段數(shù)據質量存在差異, 有 時可達數(shù)毫米 所致 抖動較大的差分相 位時延 閉合計算結果表 明, 差分相 位時延數(shù)據本身 抖 動較大 , 這 主要是因為角距較大時

11、, 大氣和 電離層 的相位 變化在 SB I 中還 有一些影響 天 文 學 進 展 28 卷 V E R A I G K 一E R A I ! 一 E R A O G S W S R K V E R A I G K刁 E R A M Z S W . E R A O G SW S V 倒 布 岔 漢 母 華 昌 ! 加 1 l % l ! -叫 卜 l 一 同時刻 刻 同波前 前 倒 段 如 罕 坦 蓄 目 已 口 d I l 六幼執(zhí) 公 ! : 動從 : 一動 l l 13 .5 13 .6 13 7 1 3 .8 13 9 14 滲林 要 !一一 % 同亥 時 同 前 波前 2 00 8 1

12、 0一 16T 200 8 0 1 16T 圖6 修正 1 G K 一 G SW 基線數(shù)據中周跳后的差分相位時延閉合計算 5 O 5 結 論 分析表 明, 差分相位時延閉合計算方法正確, 經修正至同一波前 的差分相位時 延閉合 計算結果閉合程度顯著好 于同一時刻差分相位時延 閉合效果 , 這 說明實測數(shù)據處 理結果 與用于差分相位時延 閉合計算使用 的同一波前的模型有較好 的吻合 , 該 方法可 以實現(xiàn)對 相 位時延同一波前模 型的驗證 差分相 位時延閉合計算結果可 以用于 SB 差分 相位時延 I 計算 中的周跳監(jiān) 測與校正 差分相位時 延閉合計算 結果還 可 以用 于差分相 位時延數(shù)據 質

13、 量 的評 定, 那些相位抖 動較大 的差分相 位時延數(shù)據 , 其差分相 位時 延閉合 計算結果 也呈 現(xiàn) 出較大 的抖動 差分相 位時 延閉合計 算的這些功 能對 于 SB 處理 結果的評估 I 校正 與 選用有 著重要 的意義 本文 給 出的差分相位 時延 閉合計算結 果精度在 1 m m 精度 水平 , 這對于模型 的驗證 周跳的監(jiān)測與校正 數(shù)據質量 的監(jiān)視來說是足夠的 若要求更 高的精 度, 則需要具體分析導致 1 m m 量級偏差存在的原因, 如數(shù)據本身變化范圍 基線長度 同一波前 差分相位時 延修正方法等 參考文獻: v e s 同 叫 閻 z l Iw a ta T , T k

14、h a h i M , N a m ik i N , et a l. J o u r n a l o f t h e G e o d e tie S o e ie ty o f J a p a n , 2 0 0 1 , 4 7 : 5 5 8 a a s N a m ik i N , Iw a a T , M a tsu m o to K , e t a l. S e ie n e e , 2 0 0 9 , 3 2 3 : 9 0 0 t K o n o Y , H a n a d a H , P in g J , e t a l. E a r th P la n e t s S P a

15、e , 2 0 0 3 , 5 5 : 5 8 1 c L i Q , M a t um oto K , K i ueh i F , et al. IE IC E J B , 200 6, J8 9B 一 : 602 u s k B L i Q , K i u eh i F , M a su m oto K , G oo ssen s S , et al. R a io Seienee, 20 10 , 45 : R S 20 04 u k t d L i Q , K i ueh i F , T su ru ta S , et al. IE E E 腸a s., A n ten na an d

16、 P roP a., 20 07 , 55: 14 66 u k n K i ueh i F , L i Q , H an ad a H , et al. R d i S ei k u a o enee, 200 9 , 44 : 1 鄭為 民, 張 秀忠, 舒逢 春. 天文學進展 , 200 , 2 : 2 7 5 3 2 4期 陳 明, 等: 探月衛(wèi)星同波束 V L B I 差分相位時延閉合計算與分析 423 C a e u la io n a n d A n a ly sis o f S a l t m e B ea m V L B I D if re n ia l P h a e e

17、f t s D e la y C lo s u re o f L u n a r S a e llit e t e H E N M i gl 2, L lu Q i 合hu i n n l (1. Shangha A stronom i O b e v tor i eaJ s r a y C hj s e A ea enW o Sc e ee , Sha 沙面 20 030, 既 j ne d f jn s n 0 na; 2. G ra ua七 d e Sc oo of C lne e A eadej y o s o ee , B e習 1000 9, C jna h l h s n f c

18、 i s jng 4 h A b stra t: T h e P aPer f eu es on verif i g th d i ren ial Ph a e d ela m odel, deteetin g a d c o s y n a e f t s y n eorreetin g the ey el alx iguit ex i e ll y sting in th e dif ren ial P ha e dela d a a of sam e一eam V L B I. e f t s y t b W 七eo n f r m th e m th o d s o f e a leu

19、la in g th e p h a e d ela i e t s y elo su e a n d th e d i r en tia l p h a e d ela r e f s y d a ta e lo su e w ith th e sa m e w a e f on . w 七u se th e m eth o d to a n a ly z e th e d i re n ia p h a se d ela r v r t e f t l y of the sa e b ea m - m r t f on V L B I f om SE L E N E P rojeet. T he resu l of th e d i rential Ph ase d ela el re r t e f y osu m o d e l, to d e te et a n d eo rree t th e e y e l a m e