探月卫星同波束VLBI差分相位时延闭合计算与分析_图文

1、 420 天 文 学 进 展 28 卷 由图 2 可见, 同一时刻相位时延闭合计算结果为 1 ns , 修正至同一波前 的相位时 延闭 合计算结果 为 1 Z P s 这 表明依据 同一波前计算 的相位 时延闭合计算结果精 度更高 同 一时刻相位 时延 闭合计算结果 约为 I n , 这主要是 由于相位时 延波前没有对齐 引起 的, s 考虑到时延测量精度 已接近这 一水平, 因此对相位时 延数据进行相位 修正至 同一波前 是 必要 的 修正后相 位时延 闭合计算 结果最大可达几皮秒 , 这 主要是计算误差 和采用 的线 性 修正模 型引入误差造成 的 这 一结果 同时验证 了预 报时延使用

2、的模 型为同一波前 相位 到达各站时 间差 4 差分相位时延闭合计算原理及算例分析 4 . 差分相位时延闭合计算原理分析 1 设,A 时 , 差分 位时 刻 相 延为 ( V 基 分别 嗡 线 为AB A C BC , 则3条 基线的 分相 差 位 时延闭合 事实上, 由差分相位时延定义可知, 对基线 A B AC B C , 差分相位时延分别为, ( V 二( 谱 ( 嗜 ( V 一( 资 ( 礴 ( v 一( 谱 ( 褚 嗡 谱一 一褚一 , 命 谱一 一褚一 , 嗡 谱一 一褚一 若时 对 一 , 则 分相 延闭 算为 ( 延 应同 波前 差 位时 合计 资彩 一( v 一( V十( V

3、 二 , 嗡 责 责 0 即差分相位时延闭合 否则, 若时延对应同一时标, 则须将数据修正至同一波前后再进行差分 相位时延闭合计算 修正方法与相位时延波前修正类似 但 由于 R ta 和 V s a 为两个独立的 S r tr 飞行器 , 严格来说对同一波前的修正应分开进行 但 R st : 和 V st : 位置十分接近, 其时延量 a a 也很接近, 故其时延量可近似认为一致 差分相位时延线性修正与相位时延线性修正的差分 相等, 即创( V一 谧 一 钱 而 位时延 性修 在 论 修 后的 分相 嗡 司 侧 相 线 正已 上文 述 正 差 位 延闭 算公 时 合计 式为 ( 尹 嗡 V 一

4、( v 十( V十 嗡 V 差 相位时延 澡拾 一( 嗡 食 创( 分 闭 合计算可依此公式计算 . 42 算例分析 以 2005 年 5 月 咒 日IsG K 其均值基本为零 M z sw I IK 3 站组成的 3 条基线测量数据为例, 差分相 R 位时延闭合计算结果如图 3 所示 图中可见修正后的差分相位时延闭合计算结果显著减小, V E R A JS G K 一 E R A M Z S W .V E R A IR !K 160厂 一一 一 厂 s e 华 言 倒 幸 霉 浪 翔 口 一e 甘l 勺L n ! 匀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 谧 徽 如 霉 华 段 昌 ,4 2 0 一 一 一 ,一 一 一 一 一 一 一 一 内 乙 j. % 月 嘿 人 一 一 OL 1 5 ,5 勺 ; ! . % 卜 一 一 一 一 一 一 同时刻 16 16 5 17 17 5 18 0 汤 8别4 图 16 2 0 0 8 5 22 T 0 16. 5 2 0 8 0 5 一2T 2 图 3 差分相位时延闭合计算 存在周跳差分相位时延闭合计算 4 期 陈 明, 等: 探月卫星同波束 V L B I 差分相位时延闭合计算与分析 计算同一天 H O B A R

6、 T M ZSW I形K 3 测站组成的 3 条基线的差分相位闭合计算结 果如图 4 所示 图中可见, 修正至同一波前的差分相位时延闭合计算结果波动显著减小, 但数据并不近 于零, 而是接近于另外 1 个约 1 Cm 的常数 , 该值十分接近于 S 波段 的一个 3 波长, 这说明差分相位时延数据中存在周跳, 幅度大小为 1 周 该周跳在差分相位时延 闭合计算时引入并被保留在计算结果中 比较图 3 与图 4 可知, 该周跳发 生在与 H O B A R T 站有关的 1 条基线中, 因而基本可 以判定周跳与 H O B A R T 站 的数据 有关 下面的例子将 说 明如何 确定发 生周跳的基

7、线 , 以及如何根据差分相位时延 闭合计算结 果对 发生周跳 的 数据进行 修正 对于 20 8一 1 T 1 : 14 0 的数据进行差分相位时 延闭合计算 , 结果如 0 10一 3 30一: 6 图 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 - 今同时刻 刻 一, 一 同波前 前 霉 岔 徽 忍 如 o 华刁 匕 月 州 只 - _, 一 同日刻 劝. 同舰前 日 寸 _ 舰 支 l l

8、 1 3 .5 :饭 一 分 一 一 一 一 , 一 一 一 一 一 一 们 l 一 勺 一 一洲 一 不 一 一 一 , ! l 一 箫 际 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 户 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、 释 塑 倒 浪 如 盆 昌 _一一 ! 时J l 司亥 同 前 波 . 班 划 倒 岔 玻 如 口 州 .劝 . . 同时刻 刻 % 武翎 书 叭 一 洲 咖 卜 尸 同前 一 波 护 了 叼% 气 了气 20 08一 0 6 T 1 1 图 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 站组合差分相位时延闭合计算 IR O M 4 站 中任意 3 站 组合差分相 位时延 闭合计 算结果 如图 5 所示 , 其 中不含 基线 I G K S O G S

10、W 的组合差分 相位 时延 闭合 , 而含 有基线 I G K 一 G SW 的 组合差 分相位时 延闭合 s O 计算结果存在周跳 , 因而 可以确定基线 I G K 一 G SW 数据 中存在一个正 向周 跳 将基线 S O S I G K 一 G SW 差分相位时延数据校正后 重新进行差分相位 时延 闭合计算 , 结 果如图 6 所 O 示, 可见校正后的差分相位时 延闭合 对干较长观测弧段的差分相位时延闭合计算结果表 明, 不同时段数据质量存在差异, 有 时可达数毫米 所致 抖动较大的差分相 位时延 闭合计算结果表 明, 差分相 位时延数据本身 抖 动较大 , 这 主要是因为角距较大时

11、, 大气和 电离层 的相位 变化在 SB I 中还 有一些影响 天 文 学 进 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 汉 母 华 昌 ! 加 1 l % l ! -叫 卜 l 一 同时刻 刻 同波前 前 倒 段 如 罕 坦 蓄 目 已 口 d I l 六幼执 公 ! : 动从 : 一动 l l 13 .5 13 .6 13 7 1 3 .8 13 9 14 渗林 要 !一一 % 同亥 时 同 前 波前 2 00 8 1

12、 0一 16T 200 8 0 1 16T 图6 修正 1 G K 一 G SW 基线数据中周跳后的差分相位时延闭合计算 5 O 5 结 论 分析表 明, 差分相位时延闭合计算方法正确, 经修正至同一波前 的差分相位时 延闭合 计算结果闭合程度显著好 于同一时刻差分相位时延 闭合效果 , 这 说明实测数据处 理结果 与用于差分相位时延 闭合计算使用 的同一波前的模型有较好 的吻合 , 该 方法可 以实现对 相 位时延同一波前模 型的验证 差分相 位时延闭合计算结果可 以用于 SB 差分 相位时延 I 计算 中的周跳监 测与校正 差分相位时 延闭合计算 结果还 可 以用 于差分相 位时延数据 质

13、 量 的评 定, 那些相位抖 动较大 的差分相 位时延数据 , 其差分相 位时 延闭合 计算结果 也呈 现 出较大 的抖动 差分相 位时 延闭合计 算的这些功 能对 于 SB 处理 结果的评估 I 校正 与 选用有 着重要 的意义 本文 给 出的差分相位 时延 闭合计算结 果精度在 1 m m 精度 水平 , 这对于模型 的验证 周跳的监测与校正 数据质量 的监视来说是足够的 若要求更 高的精 度, 则需要具体分析导致 1 m m 量级偏差存在的原因, 如数据本身变化范围 基线长度 同一波前 差分相位时 延修正方法等 参考文献: v e s 同 叫 阎 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 肠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 郑为 民, 张 秀忠, 舒逢 春. 天文学进展 , 200 , 2 : 2 7 5 3 2 4期 陈 明, 等: 探月卫星同波束 V L B I 差分相位时延闭合计算与分析 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习 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