WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 15 |

Прецизионная астрометрия пульсаров в присутствии низкочастотных шумов

-- [ Страница 5 ] --

Приведем выражение для тропосферной задержки tr где zd, zw - тропосферные задержки в зените для сухой и влажной компоненты соответственно, E - высота источника над горизонтом. В выражении (1.8) использовалась общая для zd, zw картирующая функция.

Для анализа тропосферных параметров в наших наблюдениях использовалась картирующая функция CfA (Center for Astrophysics) (Sovers, Jacobs,1996).

a, b, c - некие параметры, зависящие от температуры, давления, влажности атмосферы.

Точный их вид можно найти, например, в работе (Петров, 1995; Sovers, Jacobs 1996).

Высота источника над горизонтом E должна вычислятся с учетом годичной аберрации (суточной можно пренебречь) и сплюснутости Земли. Задержка в зените и скорость ее изменения оценивалась в наших исследованиях через 6-и часовые интервалы, которые можно считать типичными для изменения погоды.

1.1.4 Влияние ионосферы Ионосферная задержка обычно определяется путем двухчастотных наблюдений на далеко разнесенных частотах (например в S (13 см) и X (3.5 см) диапазонах) и обычно исключается из данных перед проведением вторичной обработки. Приведем выражение для ионосферной задержки в полосе X (Петров, 1995):

где s, x - частота полосы S и X, s, x - групповые задержки, измеренные в полосах S и В случае, если двухчастотные наблюдения не проводятся, можно улучшить модель для групповой задержки, моделируя ионосферу и измеряя полное содержание электронов (total electron content) в направлении на зенит в единичной площадке. Задержка в зените затем пересчитывается по известной картирующей функции на нужную высоту.

Ионосферная задержка может быть записана в виде, похожем на тропосферную задержку, как (Bartel, 1990) где k = 1 для фазовой задержки и k = 1 для групповой задержки, r0 - классический радиус электрона, c - скорость света в вакууме, - наблюдательная частота, I1(t) - полное содержание электронов в сечении единичной площади в направлении на зенит на станции 1, f(E1 ) - картирующая функция. Функция I1(t) - испытывает значительные вариации в течении суток, а также с изменением солнечной активности.

Картирующая функция для ионосферной задержки может быть вычислена путем моделирования геометрии ионосферы как сферы с внутренним радиусом r + hi и внешним радиусом r + ho, r - радиус Земли:

Для интерферометра со станциями 1 и 2 ионосферная задержка будет:

1.1.5 Каталоги опорных радиоисточников Каталоги компактных радиоисточников, наблюдаемых с помощью РСДБ-техники стали активно создаваться в 70-х годах. Сейчас имеется несколько сотен радиоисточников, каждый из которых наблюдался в общей сложности несколько тысяч раз, и поэтому точность определения их координат достигает уровня десятков и сотен угловых микросекунд. Каталог радиоисточников, опубликованный в годовом отчете IERS 1994 года, обеспечивает доступ к международной опорной системе координат (ICRS). Он включает сейчас 608 объектов. В будущем на основании новых наблюдений предполагается проводить мониторинг стабильности координат радиоисточников с предупреждениями, если координаты изменяются со временем. В качестве опорных объектов для пульсарных РСДБ-наблюдений выбирались источники именно из каталога IERS. К сожалению, нескольких сотен источников все еще не достаточно для того, чтобы было легко выбрать ближайший радиоисточник к любому наперед заданному пульсару. Поэтому проблема выбора таких объектов остается достаточно серьезной. При наблюдениях дополнительно использовался каталог обсерватории Green Вank на 1400 МГц, так как каталог IERS не содержит информации о потоках радиоисточников.

1.2 Аппаратура регистрации РСДБ Система регистрации РСДБ-наблюдений К-4 была разработана в Японии (Kiuchi, 1991) и состоит из следующих частей:

1. Синтезатор частот, 2. Видеоконвертер, 3. Входной интерфейс, 4. Выходной интерфейс, 5. Видеомагнитофон.

Синтезатор частоты формирует сигнал заданной частоты для видеоконвертера.

Видеоконвертер преобразует окно в ПЧ сигнальном входе (100-500 МГц) в видеосигнал (0-2 МГц).

Входной интерфейс используется для сбора данных и их записи на РСДБ-пункте. Он делает 1-битовую оцифровку 2 МГц (4 МГц) видеосигнала и вместе с сигналом времени МГц (8 МГц), который получается от внешнего стандарта частоты, выдает поток данных со скоростью 64 (128) Мбит/с.

Выходной интерфейс используется для корреляционной обработки. Он преобразует сигнал с видеомагнитофона в формат, необходимый для коррелятора. Формат выходного интерфейса совместим с форматом Mark-III.

В качестве видеомагнитофона используется промышленный трансляционный магнитофон Sony DIR-1000, в котором используются коммерческие видеокассеты типа D-1.

1.3 Наблюдения и анализ данных Наблюдения, о которых идет речь в данной главе, были проведены в 1995, 1996 и 1998 годах. Данные 1997 не включены в данную диссертацию, т. к. пульсар PSR 0329+54 в этот год не наблюдался достаточное для полноценного анализа количество раз. Использовались радиотелескопы РТ-64 в г. Калязин Тверской области и РТ-34 в Кашиме, префектура Ибараки, Япония. Наблюдения PSR B0329+54 чередовались с наблюдениями опорных радиоисточников. Таблица 1.3 показывает, какие источники использовались в сессиях 1995, и 1998 гг. Одно наблюдение пульсара (скан) имело продолжительность 900 с в 1995 г. и с в 1996 и 1998 гг., а наблюдения опорных источников были длительностью 300 с в 1995 г.

и 240 с в 1996 и 1998 гг. В эксперименте 1995 года полоса наблюдений была 1392-1432 МГц.

Использовались 8 каналов по 2 МГц каждый верхней полосы частот (USB) с разносом МГц. В эксперименте 1996 года расположение каналов по частотам не было равноотстоящим и не подчинялось какой-либо зависимости, а диктовалось минимизацией внешних помех на радиотелескопе в Кашиме. Помеховая обстановка на радиотелескопе в Калязине была относительно благоприятной. Наблюдения проводились на частотах 1392-1436 МГц в 15 каналах по 2 МГц каждый. В мае 1998 г. проведены наблюдения в диапазоне S (2. ГГц) в полосе 2200 - 2287 МГц в 15 каналах по 2 МГц каждый. Использовалась японская система регистрации К4. Наблюдательный цикл был организован следующим образом:

пульсар - квазар 1 - пульсар - квазар 2.

Для первичной обработки данных использовался коррелятор К3 Кашимского Центра Космических исследований. Этот коррелятор имеет функцию стробирования, которая при обработке не использовалась, и которая могла бы улучшить отношение сигнал/шум для пульсара в 2-3 раза. К прокоррелированным данным добавлялись данные о погоде во время сеанса наблюдений (температура, давление, влажность), а также величины частных производных групповой задержки и частоты интерференции по интересующим параметрам на момент каждого наблюдательного скана. Все это записывалось в формате DBH (Database handler), предназначенном для обработки программой CALC/SOLVE.

Для каждого скана контролировалось отношение сигнал/шум. Сканы с плохим отношением сигнал/шум исключались из последующей обработки, т. к. заметно искажали конечный результат. Среднее значение сигнал/шум при данном значении времени интеИмя МАС С/Ш Время Таблица 1.2: Отношение сигнал/шум при наблюдениях пульсара PSR 0329+54 вместе с опорными источниками.

грирования для пульсара PSR B0329+54 и опорных радиоисточников приведены в таблице 1.2.

Среди подгоняемых параметров были: сдвиг и взаимный ход шкал времени на пунктах наблюдений, тропосферная задержка в зените на обоих пунктах, координаты антенны в Калязине, координаты пульсара PSR B0329+54. Т.к. наблюдения проводились на одной частоте, то никаких оценок параметров ионосферы не проводилось. Также не использовалось никаких моделей ионосферы, которые могли бы предсказать вызванную ею задержку во время каждого скана наблюдений. Также по причине одночастотности и, следовательно, ограниченной точности наблюдений не проводилась оценка координат мгновенного полюса вращения Земли, поправок к всемирному времени UT1 и величин нутации. Эти величины брались в готовом виде из бюллетеней IERS (International Earth Rotation Service). Чтобы учесть влияние ионосферы на групповую задержку весь сеанс наблюдений разбивался на несколько подинтервалов, в каждом из которых проводилась независимая оценка параметров часов. На коротком интервале времени поведение ионосферной задержки можно описать линейной функцией времени и, таким образом, она может быть включена в параметры часов на этом интервале. Таким путем вклад ионосферы переопределял параметры часов. Следует напомнить, что параметры часов и тропосферная задержка в зените определяются на самом первом этапе проведения вторичной обработки РСДБ-наблюдений. После этого добавляются и другие параметры.

В сеансах наблюдений в марте 1995,мае 1996 и мае 1998 гг. пульсар PSR B0329+ наблюдался вместе с другими радиоисточниками. Они были выбраны из каталога ICRF (IERS Celestial Reference Frame), который имеет очень хорошую на сегоднящний день точность определения координат. В самом каталоге ICRF радиоисточники подразделяются на три класса точности. Для наших наблюдений выбирались источники первого и второго класса точности. Их координаты не подгонялись, а считались заданными. Таким образом, вся последующая подгонка параметров сводилась к тому, чтобы свести остаточные уклонения от этих радиоисточников к минимуму. Т. е., другими словами, можно сказать, что параметры радиоинтерферометра Калязин-Кашима подгонялись к квазарной системе координат, определяемой каталогом ICRF. На последнем этапе в число подгоняемых параметров включались координаты пульсара PSR B0329+54. Опорные источники и их параметры приведены в таблице 1.3.

Для контроля корректности процедуры оценивания координат пульсара проводилось определение координат одного из опорных источников - квазара 0300+470, координаты которого считаются известными очень точно. Далее в таблице 1.4 приведены полученные координаты, их поправки и ошибки для 0300+470.

Поправка координат 0300+470 может расцениваться как суммарное воздействие неучтенных флуктуаций ионосферы и методической ошибки при обработке наблюдений. Поэтому необходимо включать поправку координат 0300+470 в ошибку координат пульсара.

Подгонка координат антенн производилась только для станции Калязин, т.к. координаты антенны в Кашиме уже определены с высокой точностью раньше во время многочисленных геодезических экспериментов. Перед экспериментом 1995 года координаты радиотелескопа в Калязине были определены с помощью GPS-техники в геодезической системе WGS-84 специалистами Института метрологии времени и пространства. Была гарантирована точность 0.5 м, которой было достаточно для начала астрометрических экспериментов. Подгонка координат радиотелескопа РТ-64 показала в эксперименте мая 1996 г., что поправки координат по осям X, Y и Z сравнимы или даже меньше, чем среднеквадратичная ошибка соответствующих поправок. Исключение координат станции Калязин из числа подгоняемых параметров не приводило к какому-либо существенному Таблица 1.3: Опорные источники, используемые для наблюдений пульсара PSR B0329+54.

Таблица 1.4: Координаты радиоисточника 0300+470, полученные из РСДБ-наблюдений изменению величины остаточных уклонений групповой задержки. Таким образом можно сделать вывод, что поправки координат РТ-64 являлись не значимыми и могут не приниматься во внимание без ущерба для конечного результата. По-видимому, реально улучшить координаты РТ-64 в Калязине станет возможным только путем стандартных двухчастотных наблюдений, которые обычно используются в геодезии. Ниже приведены поправки координат и их среднеквадратичные ошибки по данным эксперимента 12 мая 1996 г.:

и по данным эксперимента 25 мая 1998 г.:



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 15 |
 


Похожие материалы:

« Абунин Артм Анатольевич ХАРАКТЕРИСТИКИ ФОРБУШ-ЭФФЕКТОВ И ИХ СВЯЗЬ С СОЛНЕЧНЫМИ, МЕЖПЛАНЕТНЫМИ И ГЕОМАГНИТНЫМИ ВОЗМУЩЕНИЯМИ Специальность 01.03.03 – Физика Солнца Диссертация на соискание учной степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель: кандидат физико-математических наук Белов А.В. Москва – 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ Введение Глава 1. Обзор современного состояния исследований Форбуш-эффектов. Средства и методы изучения вариаций галактических космических лучей . ...»

«Куприянов Владимир Викторович Численно-экспериментальное исследование вращательной динамики спутников планет 01.03.01 – Астрометрия и небесная механика ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель д. ф.-м. н. Шевченко Иван Иванович Санкт-Петербург – 2014 Оглавление Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Глава 1. Исторический обзор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.1. Численное ...»

« Гожа Марина Львовна НАСЕЛЕНИЕ РАССЕЯННЫХ ЗВЕЗДНЫХ СКОПЛЕНИЙ ГАЛАКТИКИ 01.03.02 – астрофизика и звездная астрономия Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель доктор физико-математических наук, профессор В.А. Марсаков Ростов-на-Дону – 2014 2 Оглавление Введение………………………………………………………………………………. 5 Глава 1. Неоднородность населения рассеянных звездных скоплений в Галактике…………………………………………………………………………. 20 1.1 ...»

«ЧАЗОВ Вадим Викторович РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ АЛГОРИТМОВ ЧИСЛЕННО-АНАЛИТИЧЕСКОГО МЕТОДА ВЫЧИСЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЙ ИСКУССТВЕННЫХ СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ Диссертация на соискание учёной степени доктора физико-математических наук Специальность 01.03.01. Астрометрия и небесная механика Москва – 2012 Содержание 1 Содержание Предисловие 7 1 Постановка задачи 17 1.1 Стандартные соглашения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.1.1 Системы отсчёта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.1.2 ...»

« УДК 524.7;524.72-4 КАЙСИНА Елена Ивановна БАЗОВЫЕ СВОЙСТВА ГАЛАКТИК МЕСТНОГО ОБЪЕМА (01.03.02 - Астрофизика и звездная астрономия) ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата физико–математических наук Научный руководитель: доктор физико–математических наук, профессор Караченцев И. Д. Нижний Архыз – 2014 2 Оглавление Введение Общая характеристика работы Актуальность Цели и задачи исследования Научная новизна Научная и практическая ценность работы Основные результаты ...»







 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.