[发明专利]采用射电源谱线进行望远镜指向校准的方法

说明书

本发明涉及一种采用射电源谱线进行望远镜指向校准的方法，包括：从预设的谱线射电源表中选取一谱线射电源作为校准源；在射电望远镜以NP‑ON‑OFF模式进行观测的同时，使天线按预设方法在预设的方位角范围和俯仰范围内进行扫描，并获得方位扫描预处理数据和俯仰扫描预处理数据；根据方位扫描预处理数据和俯仰扫描预处理数据并通过模型拟合与多项式拟合进行交叉验证来获取校准结果，所述校准结果包括扫描是否成功和扫描成功时得到的指向偏差。本发明的采用射电源谱线进行望远镜指向校准的方法，通过谱线校准源的邻近谱线进行指向校准，通过交叉验证等方式评估和计算动态补偿值，从而降低天气对指向校准的影响。

技术领域

本发明涉及射电望远镜领域，更具体地涉及一种采用射电源谱线进行望远镜指向校准的方法。

背景技术

天马望远镜(Tian Ma Radio Telescope，TMRT)坐落于上海松江佘山，拥有65米的卡塞格林式主反射面，配套主动面系统、覆盖1-50GHz的8个波段低噪声接收机系统、沈长基线干涉测量(Very Long Baseline Interferometry,VLBI)高速数据采集系统及高稳定度的氢原子钟等先进设备，可用于射电天文学、单天线、VLBI和地球动力学。由于强大的性能与独特的地理位置，TMRT是国内外VLBI网的一个强大单元，其所有连接上海的VLBI基线都是最长的，可以提供最高的空间角分辨率。随着TMRT代替佘山的25m，使中国VLBI网(ChineseVLBI Network,CVN)的灵敏度提高1.67倍。除了主要应用于VLBI高分辨率成图和高精度测量外，还可以作为独立单元，用于大量的单天线天文观测研究，其工作频率范围覆盖了许多重要的天文谱线。

目前，射电望远镜所使用的指向修正方法包括建立静态指向模型、动态指向实时修正等方法。静态指向模型的方法是通过方位俯仰偏置法与十字扫描法对大量射电源进行扫描，利用扫描结果对建立的模型参数进行拟合，尽可能多地考虑并计算出误差项来提高指向精度。动态指向实时修正方法主要包括步骤：获取扫描数据，对扫描数据进行预处理，基于参数化模型计算得到指向误差，基于指向误差修正指向以消除指向误差。

但是，现有的方法还有诸多不足。首先，无论是静态模型还是动态指向修正，所使用的都是连续谱校准源，易受水汽影响，这就导致连续谱射电源指向校准只能用于天气较好的情况，对于天马望远镜等可观测谱线较多的射电望远镜，可选的连续谱强源十分稀少；其次，需要人为选择连续谱指向源，不对源强度进行评估，当指向校准失败时，需要重新选源做扫描，非常耗时；再次，上述方法均建立参数化模型(高斯模型)进行处理数据，在实际的使用中，当天气恶劣导致信噪比下降，模型拟合失败的概率非常大；最后，在拟合失败后未对结果进行校验，很容易出现连锁丢失目标的情况，比如先进行方位轴扫描，指向偏差拟合失败后，再进行俯仰轴扫描，由于方位丢失导致俯仰也丢失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用射电源谱线进行望远镜指向校准的方法，通过谱线校准源的邻近谱线进行指向校准，通过交叉验证等方式评估和计算动态补偿值，从而降低天气对指向校准的影响。

基于上述目的，本发明提供一种采用射电源谱线进行望远镜指向校准的方法，包括步骤：

S100：从预设的谱线射电源表中选取一谱线射电源作为校准源；

S200：在射电望远镜以NP-ON-OFF模式进行观测的同时，使天线按预设方法在预设的方位角范围和俯仰范围内进行扫描，并获得方位扫描预处理数据和俯仰扫描预处理数据，所述方位扫描预处理数据和所述俯仰扫描预处理数据包括校准源的温度谱中所有谱线的温度之和与扫描时间的关系；

S300：根据方位扫描预处理数据和俯仰扫描预处理数据并通过模型拟合与多项式拟合进行交叉验证来获取校准结果，所述校准结果包括扫描是否成功和扫描成功时得到的指向偏差。

步骤S100进一步包括：

S110：从预设的谱线射电源表中选择距离射电望远镜最近的谱线射电源作为校准源；