《射电望远镜电磁环境保护技术规范GBT+42557-2023》详细解读

《射电望远镜电磁环境保护技术规范GB/T42557-2023》详细解读contents目录1范围规范性引用文件3术语和定义、缩略语3.1术语和定义3.2缩略语4电磁环境保护技术要求4.1保护门限4.2允许的数据损失contents目录5频谱共用方法6电磁环境保护测量条件6.1测量环境6.2测量设备7电磁环境保护测量方法7.1测量频率范围7.2测量方法7.3测量报告附录A(资料性)射电望远镜有害干扰保护门限计算方法contents目录附录B(资料性)射电望远镜频谱共用方法附录C(资料性)电磁环境测量系统灵敏度计算方法参考文献011范围01021.1适用对象适用于对射电望远镜电磁环境产生影响的各类电磁辐射源的管理和控制。本规范适用于射电望远镜电磁环境的保护工作，包括射电望远镜的选址、建设、运行和维护等阶段。射电天文学研究领域射电望远镜是进行射电天文学研究的重要工具，其电磁环境的保护对于保障射电天文观测的准确性和可靠性至关重要。无线电通信领域无线电通信设施是射电望远镜电磁环境的主要干扰源之一，本规范对于无线电通信设施的规划、建设和运行也提出了相应的要求。1.2适用领域电磁环境保护措施的制定和实施根据电磁辐射源的识别和评估结果，制定相应的电磁环境保护措施，并确保其有效实施。电磁环境监测和评估对射电望远镜电磁环境进行定期监测和评估，及时发现和解决电磁环境问题，保障射电天文观测的正常进行。电磁辐射源的识别和评估对射电望远镜电磁环境产生影响的电磁辐射源进行识别和评估，确定其干扰程度和影响范围。1.3涉及方面02规范性引用文件基础标准与规范包括与电磁环境保护相关的国家基础标准，如电磁辐射安全限值、电磁兼容性等基础标准。涉及射电望远镜建设和运行的相关规范，如天文台站建设规范、射电望远镜运行维护规范等。相关法律法规引用与电磁环境保护相关的国家法律法规，如《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国无线电管理条例》等。涉及电磁辐射安全、无线电管理等方面的地方法规和部门规章也可能被引用。包括与射电望远镜电磁环境保护相关的技术性文件，如电磁环境评估报告、电磁干扰测试报告等。涉及射电望远镜电磁环境保护的设计文件、施工图纸等技术资料也可能被引用。技术性文件引用与电磁环境保护相关的国际标准，如国际电信联盟（ITU）的相关标准、国际无线电科学联盟（URSI）的相关规范等。涉及射电望远镜电磁环境保护的国际合作协议和备忘录等也可能被引用。国际标准与规范033术语和定义、缩略语03保护技术规范指为确保射电望远镜正常运行和观测质量而制定的关于电磁环境保护的技术性规范和要求。01射电望远镜指通过接收天体射电波来观测和研究天体的无线电设备，是天文学领域的重要研究工具。02电磁环境指存在于给定场所的所有电磁现象的总和，包括电磁辐射、电磁场和电磁波等。3.1术语和定义射电频率干扰（RadioFrequencyInterference），指对射电望远镜观测造成干扰的电磁信号。RFI电磁干扰（ElectromagneticInterference），指电磁场或电磁波对设备、系统或人体造成的性能降低、功能丧失或损坏等影响。EMI信噪比（Signal-to-NoiseRatio），指有用信号与背景噪声之间的比例，是衡量射电望远镜观测质量的重要指标之一。SNR国家标准（GuobiaoStandards），指由中国国家标准化管理委员会发布并实施的具有全国范围内的统一标准。GB3.2缩略语043.1术语和定义一种专门用于接收天体射电波的望远镜，通过收集和分析来自天体的射电波信号，研究天体的物理性质、结构和演化等。3.1.1射电望远镜存在于射电望远镜周围的电磁场和电磁波的总和，包括自然和人为产生的各种电磁信号和噪声。3.1.2电磁环境为保障射电望远镜正常工作和科学研究而采取的一系列措施，包括限制电磁干扰、减少电磁噪声、优化电磁环境等。3.1.3电磁环境保护任何可能引起射电望远镜性能下降或无法正常工作的电磁信号或噪声，包括无线电广播、移动通信、电力线等产生的电磁辐射。3.1.4电磁干扰053.2缩略语01020304RT射电望远镜（RadioTelescope）SRT单口径射电望远镜（Single-dishRadioTelescope）ART阵列射电望远镜（ArrayRadioTelescope）VLBI甚长基线干涉测量（VeryLongBaselineInterferometry）射电望远镜相关缩略语EMR电磁辐射（ElectromagneticRadiation）EMI电磁干扰（ElectromagneticInterference）RFI射频干扰（RadioFrequencyInterference）E3电磁环境效应（ElectromagneticEnvironmentalEffects）电磁环境相关缩略语声压级（SoundPressureLevel），在此指电磁辐射的场强或功率等级SPL噪声系数（NoiseFigure），在此指射电望远镜接收系统的噪声性能NF增益对温度比（Gain-to-TemperatureRatio），在此指射电望远镜的接收性能G/T快速傅里叶变换（FastFourierTransform），在此指信号处理技术中的一种算法，用于频谱分析和干扰识别等。FFT保护技术规范相关缩略语064电磁环境保护技术要求核心保护区确保射电望远镜接收到的电磁信号不受干扰，禁止任何无线电发射设备运行。中间保护区限制无线电发射设备的种类和功率，减少对射电望远镜的干扰。外围保护区允许一定类型和功率的无线电发射设备运行，但需进行电磁兼容分析和测试。4.1电磁环境保护区域划定03采取必要的技术措施和管理手段，确保无线电发射设备与射电望远镜的电磁兼容性。01新建、扩建或改建的无线电发射设备需满足电磁环境兼容性要求。02对可能影响射电望远镜性能的无线电发射设备进行电磁兼容分析和测试。4.2电磁环境兼容性要求制定电磁辐射安全限值，确保公众和工作人员的健康安全。对射电望远镜周边区域的电磁辐射水平进行监测和评估。采取有效的电磁辐射防护措施，降低电磁辐射对公众和工作人员的影响。4.3电磁辐射安全限值建立电磁环境保护管理制度和流程。定期对射电望远镜周边区域的电磁环境进行监测和评估，及时发现和解决电磁干扰问题。加强电磁环境保护宣传和教育，提高公众和工作人员的电磁环境保护意识。加强与相关部门的沟通和协作，共同维护良好的电磁环境。4.4电磁环境保护管理措施074.1保护门限射电望远镜是高灵敏度的接收设备，对电磁环境要求极高。电磁干扰会严重影响射电望远镜的观测效果，甚至导致设备无法正常工作。保障射电望远镜正常运行射电望远镜是天文学、物理学等领域重要的研究工具，电磁干扰可能导致观测数据失真，影响科学研究的准确性和可靠性。维护科学研究的准确性射电望远镜电磁环境保护的重要性基于射电望远镜的灵敏度保护门限的设定应充分考虑射电望远镜的灵敏度，确保在电磁干扰低于一定水平时，射电望远镜能够正常工作。兼顾周边电磁环境保护门限的设定还需考虑射电望远镜周边的电磁环境，包括其他无线电设备、电力线路等因素，确保保护门限的设定既科学又合理。保护门限的设定原则频率范围01保护门限应明确适用的频率范围，以确保在不同频段内都能对射电望远镜提供有效的电磁环境保护。干扰电平02干扰电平是保护门限的核心指标，它规定了电磁干扰的最大允许值。干扰电平的设置应基于射电望远镜的灵敏度和周边电磁环境的实际情况。保护距离03保护距离是指射电望远镜与可能产生电磁干扰的源之间的最小距离。保护距离的设置应确保在这个距离内，电磁干扰不会对射电望远镜产生显著影响。保护门限的具体指标123相关部门应定期对射电望远镜周边的电磁环境进行监测，确保电磁干扰水平低于保护门限。加强电磁环境监测在射电望远镜保护区内，应严格限制无线电设备的使用和准入，避免对射电望远镜产生干扰。严格设备准入制度对于违反保护门限规定的行为，相关部门应加强监管和执法力度，确保射电望远镜电磁环境保护工作的有效实施。加强监管和执法力度保护门限的实施与监管084.2允许的数据损失在射电望远镜观测过程中，由于电磁环境干扰导致的信号质量下降或数据丢失现象。数据损失定义根据数据损失的程度和影响，可分为轻微损失、中等损失和严重损失。分类定义与分类允许在一定范围内出现的数据质量波动或短暂丢失，不影响整体观测结果和科学研究。轻微损失在特定条件下，如特定频段或特定时间内，允许出现较明显的数据损失，但需要通过技术手段进行补偿或修复。中等损失对于严重影响观测结果和科学研究的数据损失，应尽量避免或采取相应措施进行防范。严重损失允许的数据损失标准通过对比观测数据与预期结果，分析数据损失的程度和影响，确定相应的处理措施。针对不同程度的数据损失，采取相应的技术手段进行修复、补偿或重新观测，以确保观测结果的准确性和可靠性。评估方法处理方法数据损失评估与处理方法加强电磁环境保护通过制定严格的电磁环境保护标准和规范，减少电磁干扰对射电望远镜观测的影响。提高设备抗干扰能力采用先进的设备和技术手段，提高射电望远镜的抗干扰能力和信号接收质量。建立数据备份机制对于重要的观测数据，建立相应的数据备份机制，以防数据丢失或损坏。预防措施与建议095频谱共用方法合理规划频谱资源根据电磁环境状况和射电望远镜的观测需求，合理规划频谱资源，实现频谱的高效利用。鼓励采用新技术推广采用先进的频谱共享技术，如动态频谱分配、智能频谱管理等，提高频谱利用效率。优先保障射电望远镜业务在频谱分配中，应优先考虑射电望远镜的业务需求，确保其观测频段不受干扰。5.1频谱分配与共享原则根据实时电磁环境状况和射电望远镜的观测需求，动态分配频谱资源，避免干扰。动态频谱分配技术采用智能算法对频谱进行管理，实现频谱资源的自动化、智能化分配。智能频谱管理技术通过感知电磁环境状况，实时了解频谱占用情况，为频谱分配提供依据。频谱感知技术5.2频谱共享技术加强频谱监测与监管建立完善的频谱监测体系，对频谱使用情况进行实时监测和监管。推动跨部门协作加强无线电管理部门、科研机构、射电望远镜运营单位等之间的协作，共同推进频谱共享工作。建立频谱共享管理机制制定频谱共享管理规章制度，明确各方职责和权益。5.3频谱共享管理国际合作案例介绍国际上射电望远镜频谱共享的成功案例，分析其共享方法和管理经验。国内实践案例介绍国内射电望远镜频谱共享的实践案例，总结其成功经验和存在的问题。跨领域应用案例探讨射电望远镜频谱共享在其他领域的应用，如无线通信、雷达探测等。5.4频谱共享实践案例106电磁环境保护测量条件01026.1测量设备要求测量设备应定期进行校准和维护，以确保测量结果的准确性和可靠性。射电望远镜电磁环境保护测量设备应符合国家相关标准，具备高灵敏度、高分辨率和高稳定性等特点。6.2测量环境要求测量环境应远离电磁干扰源，如高压线、变电站、广播电台等，以减小外界电磁干扰对测量结果的影响。测量环境的地形、地貌和气象条件等自然因素也应考虑在内，以充分评估电磁环境对射电望远镜的影响。射电望远镜电磁环境保护测量应采用合适的方法和程序，包括选择合适的测量点、设置合理的测量参数、采集足够的数据量等。测量过程中应注意记录测量时间、地点、天气状况等相关信息，以便后续数据分析和处理。6.3测量方法和程序对采集到的电磁环境数据进行处理和分析，包括数据筛选、异常值处理、统计分析等步骤，以得出准确的测量结果。根据测量结果评估电磁环境对射电望远镜的影响程度，并提出相应的保护措施和建议。6.4数据处理和评估116.1测量环境6.1.1电磁环境分类射电望远镜工作频率范围明确射电望远镜在不同工作频段下的电磁环境要求。电磁环境干扰程度根据干扰程度将电磁环境分为不同等级，如轻微干扰、中等干扰和严重干扰。测量场地应远离高压线、变电站、广播电台等潜在电磁干扰源。选择地势平坦、无遮挡物的场地，以确保测量结果的准确性。6.1.2测量场地选择地形地貌要求远离干扰源使用符合标准的电磁环境测量设备，如频谱分析仪、场强仪等。测量设备按照规定的测量方法和程序进行测量，包括测量点的设置、测量时间的安排等。测量方法6.1.3测量设备与方法数据处理对测量数据进行整理、分析和处理，提取有用的电磁环境信息。评估标准根据评估标准对电磁环境进行评估，判断其是否符合射电望远镜的工作要求。如有不符合要求的情况，需提出相应的改善措施。6.1.4测量数据处理与评估126.2测量设备包括射电频谱分析仪、信号源、功率计等，用于精确测量射电望远镜的电磁环境参数。射电望远镜专用测量设备如电磁场强仪、频谱分析仪等，可用于测量一般电磁环境中的电场、磁场和电磁辐射等参数。通用电磁环境测量设备根据测量需求、精度要求、环境条件等因素，选择适当的测量设备。设备选择原则6.2.1设备类型与选择6.2.2设备性能指标测量设备应覆盖射电望远镜工作频段及相邻频段，以确保准确测量电磁环境干扰。设备应具备足够的灵敏度，以检测微弱的电磁信号，避免漏检。测量设备的准确度应符合相关标准或规范要求，以确保测量结果的可靠性。设备应具有良好的稳定性，能够在长时间工作过程中保持性能稳定。频率范围灵敏度准确性稳定性校准方法校准周期维护保养故障处理6.2.3设备校准与维护定期对测量设备进行校准，包括实验室校准和现场校准，以确保测量结果的准确性。定期对测量设备进行维护保养，包括清洁、润滑、紧固等，以确保设备的正常运行和使用寿命。根据设备使用频率、环境条件等因素，确定合理的校准周期。对设备故障进行及时诊断和处理，避免影响测量工作的正常进行。137电磁环境保护测量方法射电望远镜电磁环境测量应采用高灵敏度、宽频带的接收设备。测量设备应具有良好的稳定性和可靠性，以确保测量结果的准确性。在进行测量前，应对测量设备进行校准，以消除设备误差。7.1测量设备要求03测量点应远离可能产生电磁干扰的设备和设施，如高压线、变电站等。01测量点的布设应充分考虑射电望远镜的工作频率、天线波束宽度、地形地貌等因素。02在射电望远镜周围应布设多个测量点，以获取全面的电磁环境信息。7.2测量点布设电磁环境测量应在射电望远镜工作时间内进行，以获取真实的电磁环境数据。测量频率应根据射电望远镜的工作频率和电磁环境变化情况确定，以确保测量结果的代表性。在特殊情况下，如设备故障、天气恶劣等，可适当调整测量时间和频率。7.3测量时间与频率对测量获得的数据应进行预处理，包括数据清洗、异常值剔除等步骤。采用适当的统计方法对数据进行分析，以评估电磁环境对射电望远镜的影响程度。根据分析结果，提出针对性的电磁环境保护措施和建议。7.4数据处理与分析147.1测量频率范围测量频率范围指的是在进行射电望远镜电磁环境测量时，需要覆盖的无线电频率区间。这是确保射电望远镜能够准确观测到来自宇宙的各种射电信号的关键参数。合适的测量频率范围能够有效地避免电磁干扰对射电望远镜观测结果的影响，提高观测数据的准确性和可靠性。定义与重要性确定原则与方法确定测量频率范围的原则是基于射电望远镜的观测目标和科学需求，同时考虑电磁环境的实际情况和干扰源的特性。通常采用的方法包括理论计算、模拟仿真和实地测量等。这些方法可以相互补充，以得到更加准确和全面的测量频率范围。在实际应用中，测量频率范围的选择需要综合考虑多种因素，如射电望远镜的接收频段、天线增益、系统噪声等。例如，对于观测宇宙微波背景辐射的射电望远镜，其测量频率范围通常选择在较低的频段，以避开来自地球大气和人造卫星等干扰源的影响。而对于观测脉冲星等天体现象的射电望远镜，则可能需要覆盖更宽的频段以获取更多的信息。具体应用与实例157.2测量方法7.2.1一般要求测量设备应使用符合相关标准的射电望远镜和接收设备进行测量。测量环境测量应在无干扰或干扰较小的电磁环境中进行，避免其他电磁信号对测量结果的影响。测量人员测量人员应具备相关的专业知识和技能，能够熟练操作测量设备并准确记录测量结果。选择具有代表性的场地进行测量，如射电望远镜所在地或其附近区域。场地选择测量布点测量参数根据场地大小和形状，合理布置测量点，确保能够全面反映场地内的电磁环境情况。应测量场地内的电磁场强、频率、占空比等参数，并记录测量时间和位置信息。0302017.2.2场地测量干扰源识别通过监测和分析电磁信号，识别可能对射电望远镜产生干扰的干扰源。干扰强度测量测量干扰源的电磁场强和频率等参数，评估其对射电望远镜的影响程度。干扰排除根据干扰源的性质和强度，采取相应的措施进行干扰排除或抑制。7.2.3干扰测量对测量数据进行整理、分类和归档，确保数据的完整性和可追溯性。数据整理采用适当的统计和分析方法，对测量数据进行分析和处理，提取有用信息。数据分析将分析结果以图表、报告等形式呈现出来，便于理解和使用。同时，应对测量结果进行解释和说明，提出相应的建议和措施。结果呈现7.2.4数据处理与分析167.3测量报告0102047.3.1报告内容要求详细记录测量时间、地点、天气条件等基本信息。准确描述测量设备、测量方法、测量过程及结果。对测量结果进行初步分析，给出可能存在的干扰源及干扰程度。提出针对性的建议和措施，以减轻或消除电磁干扰。03报告应采用规定的格式进行编写，包括封面、目录、正文、附录等部分。报告中的数据应真实可靠，不得随意更改或捏造。文字应简洁明了，图表应清晰准确，符合相关标准和规范。报告应经过审核和批准，确保内容的准确性和可靠性。7.3.2报告格式规范7.3.3报告提交与保存测量报告应在规定时间内提交给相关部门或单位，以便及时了解和掌握电磁环境情况。报告应妥善保存，以备后续查询和使用。同时，应注意保护报告中的敏感信息和数据安全。17附录A(资料性)射电望远镜有害干扰保护门限计算方法干扰保护门限是指射电望远镜在正常工作状态下，能够容忍的最大电磁干扰信号强度。超过此门限的电磁干扰可能会对射电望远镜的观测造成不良影响。干扰保护门限的定义0102干扰保护门限的计算方法也可通过实际观测数据，分析电磁干扰对射电望远镜观测的影响程度，进而确定干扰保护门限。基于射电望远镜的接收频段和灵敏度等参数，结合电磁环境背景噪声水平，通过理论计算得出干扰保护门限。在射电望远镜选址和电磁环境保护规划中，应充分考虑干扰保护门限的要求，避免电磁干扰对射电望远镜的观测造成不良影响。在射电望远镜运行过程中，应定期对电磁环境进行监测，确保电磁干扰信号强度不超过干扰保护门限。干扰保护门限的应用18附录B(资料性)射电望远镜频谱共用方法时间分割将可用频谱划分为多个子频段，分配给不同的射电望远镜或观测项目使用。频率分割空间分割利用射电望远镜的波束指向性，将同一频谱资源在空间上进行分割，实现不同区域的频谱共享。将观测时间划分为多个时段，不同射电望远镜或不同观测项目在不同时段使用同一频谱资源。频谱共享技术实时监测射电望远镜所在区域的电磁环境，确保频谱资源的使用符合规定。频谱监测根据射电望远镜的观测需求和优先级，合理分配频谱资源。频谱分配在出现频谱干扰时，及时协调各方，调整频谱使用方案，确保观测的顺利进行。干扰协调频谱共享管理VS频谱资源有限，不同射电望远镜和观测项目之间的需