刘磊
- 作品数：16 被引量：18H指数：3
- 供职机构：中国科学院上海天文台更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技基础条件平台建设计划国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：天文地球电子电信自动化与计算机技术航空宇航科学技术更多>>
- 基于互相关谱合成的空间VLBI信号增强方法及系统
- 本发明提供一种基于互相关谱合成的空间VLBI信号增强方法，包括：空间望远镜和多个地面望远镜组成VLBI干涉系统，获取来自空间望远镜和来自多个地面望远镜的原始观测数据；基于空间望远镜和地面望远镜的之间原始观测数据的相关处理...
- 郑为民张娟童力刘磊
- 实时VLBI处理机技术被引量：2
- 2020年
- 实时处理机是探月工程VLBI测轨分系统数据处理中心的核心设备。软件处理机是自主开发的实时并行信号处理软件,运行于CPU+GPU结构的高性能集群服务器平台,硬件处理机是基于大规模FPGA器件研制的专用高速信号处理机。它们采用FX型结构,具备数据实时接收、解码、相关处理、相位校正信号提取、实时监视等功能。当探测器预报时延模型精度不够时,处理机系统可通过特殊的条纹搜索功能,现场实时自主重构高精度时延模型,引导处理机完成探测器信号相关处理。经过工程验证,月球探测器VLBI测定轨的总实时数据速率达到了512 Mbps。
- 郑为民张娟张娟徐志骏童力刘磊
- 关键词：VLBI并行计算
- 探测器VLBI信号仿真方法
- 2018年
- 为研究VLBI对探测器的数据处理方法并评估其处理能力,现有做法需基于测站VLBI终端接收的探测器信号进行。采用信号仿真方法可以根据设计轨道与信标特点,利用计算机生成需要的探测器VLBI信号,相比试验观测具有独特的优势。观测试验时,测站终端接收探测器下行射频信号,通过混频变换为中频信号,再进行数字化采集数据。仿真信号时,为减少计算规模,直接构造数字中频信号,二次采样后提取通道信号,获得数字终端的VLBI仿真信号。由于探测器相对VLBI测站运动,测站接收的探测器下行信号反映目标的视向速度变化。根据探测器信号时延模型,研究了探测器点频信号和有限带宽信号多普勒效应的模拟方法。通过仿真信号与VLBI终端接收信号的对比以及对VLBI相关处理结果的分析,验证了探测器VLBI信号仿真方法的可行性,为后续仿真技术在月球与火星探测器中的VLBI测定轨应用奠定了技术基础。
- 朱亚立郑为民郑为民童锋贤童力刘磊
- 关键词：信号仿真深空探测VLBI信标
- 动态双目标VLBI软件相关处理技术研究被引量：3
- 2021年
- 本文介绍了应用于中国VLBI网软件相关处理机(CVNScorr)的动态双目标VLBI相关处理技术.嫦娥五号(CE-5)实现了我国首次对地外天体的采样返回,测控目标多、技术难度大.在交会对接过程中,需采用实时同波束VLBI技术完成对轨道器、上升器两个动态目标的高精度测轨, CVNScorr需具备2个相位中心同时处理能力.由于在交会对接、近月制动、动力下降、月面起飞等特殊动力飞行段,预报轨道精度不高,无法获得VLBI高精度时延模型,若采用常规VLBI数据处理方法,无法获取干涉条纹.因此, VLBI相关处理机增加了实时双目标条纹搜索与时延模型重构功能. CVNScorr采用FX型软件相关处理机原理,具备双目标相关处理模块和多信标条纹搜索及时延模型重构功能,可利用测控信号特点,自动搜索多个信标,同时获取两个目标的时延值,重构高精度的时延模型. CVNScorr运行于CPU+GPU混合并行集群平台,利用MPI和GPU等技术实现并行计算,在CE-5任务中实现了中国VLBI网4站双目标实时数据相关处理,并具有6站双目标数据事后处理能力.实时数据率达到128 Mbps/站,VLBI时延精度达到0.4 ns,实时性优于25 s.
- 张娟郑为民郑为民童力刘磊刘磊
- 用于地月空间VLBI的加权全频谱信号合成技术
- 2023年
- 在我国探月工程四期嫦娥七号任务中,中继星将搭载一个4.2 m口径的X波段抛物面望远镜.该望远镜将与地基望远镜构成具有400000 km空地基线的月球轨道VLBI实验系统,实施地月空间VLBI实验.为尽可能提高空地VLBI基线灵敏度,提出了采用加权全频谱合成(FSC)技术增强地基信号.本文先理论推导了信号合成后的效果及两个望远镜信号合成时的最优加权系数比值.然后设计了VLBI加权全频谱合成算法,并基于实测信号利用网格搜索的方法找到最优加权系数,结果与理论推导相符.最后,利用“嫦娥四号”多组VLBI原始观测信号进行测试.结果表明,本文设计的信号合成算法可以大幅度提高VLBI基线射电源信号的信噪比.
- 李志辉张娟郑为民郑为民刘磊
- 关键词：加权系数
- 深空探测器VLBI成图技术研究被引量：2
- 2016年
- VLBI天线阵通过交替观测深空探测器与邻近河外射电参考源,所获数据经过相关处理后可进行相位参考成图,获得深空探测器图像.图像中心的位置对应着探测器与位置精确已知的参考源的相对位置,可用于探测器的高精度定位.但VLBI是一种稀疏干涉阵列阵,其成图原理不同于光学成像.本文研究了深空探测器VLBI成图技术,包括目标脏图重建和去卷积图像恢复算法,编写了专门的成图软件ProbeMap.利用该软件,中国VLBI网数据中心完成了对嫦娥三号和火星快车的实测数据成图处理.比对结果验证了本文成图方法的正确性.未来该技术可用于我国月球与深空探测器的高精度成图定位.
- 朱珂郑为民童锋贤刘磊
- 关键词：VLBI深空探测
- 双目标条纹搜索及GPU加速技术研究
- 2015年
- 深空探测中探测器处于轨道制动期间，由于预报轨道误差较大，如果用预报轨道模型作为输入，相关处理机有时很难获得清晰的条纹，因此需要快速条纹搜索程序给出准确模型值。针对快速条纹搜索算法，研究基于图形处理器（graphicsprocessingunit，GPU）硬件平台的加速改进，同时针对后续探月任务中存在两个动态目标的情况，研究能同时计算两个目标的快速条纹搜索算法。
- 芮萍郑为民余赟刘磊
- 关键词：VLBIGPU加速
- VIBI观测中的快速射电暴搜索管线
- 刘磊
- 用于地月空间VLBI的望远镜信号合成增强技术被引量：1
- 2021年
- 在我国探月工程四期中,将利用地面望远镜和月球轨道射电望远镜共同组成的超长基线,开展X频段空间VLBI试验.由于地月基线长达400000 km, UV覆盖不均匀,不适合开展常规的VLBI成图观测,相关科学研究应充分利用地月基线高角分辨率的特点并充分考虑其基线灵敏度.该试验中的空间望远镜口径仅为4.2 m,相应的中国VLBI网所属X频段射电望远镜均为25–65 m的中等口径,且地月基线长度远超过地球直径.为尽可能提高地月基线灵敏度,本文提出利用国内多面中等口径地基VLBI望远镜参与地月基线观测,通过对相关处理机输出的各条地月基线VLBI互功率谱进行综合,将各个中等口径VLBI望远镜信号进行合成,达到一个100 m级的地基大口径望远镜与月球轨道小口径望远镜进行VLBI干涉的效果.本方法基本思路为,基于软件相关处理机的输出结果,通过对齐各基线的相位,补偿基线时延,对各条地月基线的互功率谱进行相干合成,从而达到提升信噪比的目的.基于此方法,我们利用火星探测器"天问一号"实测数据进行信号合成VLBI试验.结果表明,通过进行基线的互功率谱合成,可以使基线信噪比有明显提升.此方法也可应用于未来其他有类似需求的空间VLBI数据处理.
- 吕钢刘磊张娟刘磊张娟
- 观天“巨眼”宇宙“向导”
- 2024年
- VLBI为什么这么牛?2019年4月“事件视界望远镜”项目公布了人类拍摄的首张黑洞照片:M87星系中心的超大质量黑洞。2022年5月,天文学家再接再厉,公布了银河系中心的黑洞图像。这些图像的获得,都有个科研利器的帮助——VLBI射电望远镜。
- 郑为民刘磊
- 关键词：射电望远镜银河系中心VLBI天文学家宇宙
