点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:国家天文台天籁团队无人机测量射电望远镜波束实验取得成功
首页> 科普频道> 天文前沿 > 正文

国家天文台天籁团队无人机测量射电望远镜波束实验取得成功

来源:光明网2021-12-14 17:10

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  射电望远镜的波束方向图反映了望远镜对不同方向的天文信号的响应强度,对校准望远镜数据、产生准确天文图像极为重要,但精确测量射电望远镜的波束颇具挑战性。用无人机进行天线波束方向图测量是近年来出现的一项新技术,国际上有多个团队正在尝试这一技术。国家天文台天籁实验团队与杭州电子科技大学光机电实验室成功联合开展了测量射电望远镜波束无人机测量实验,其首项测量成果已于近日发表。

  传统的天线波束测量方法往往使用热气球、卫星、天文源等。与热气球方法相比,无人机控制方便、机动快速灵活;与卫星方法相比,无人机可在任意选定时间携带所需频率的信号源开展实验,可控性高;与天文源方法相比,人工信号源强度高,可测量到微弱的多级旁瓣。实验过程中,研究团队利用无人机搭载测量设备,在飞行高度300多米的远场条件下对天籁碟形射电望远镜的波束进行了精确测量和分析。结果表明,主瓣的测量结果与传统天文源测量结果一致,且无人机测量波束的方法可以精确地测量到微弱的旁瓣结构,并与电磁仿真吻合度好。

国家天文台天籁团队无人机测量射电望远镜波束实验取得成功

图1. 无人机与天籁碟形望远镜

国家天文台天籁团队无人机测量射电望远镜波束实验取得成功

图2. 左:无人机与实验装置;右:用铜箔包裹的信号源与下方的耦极子天线

  在该系列实验中,研究人员自制了高稳定度宽带信号源和偶极子天线,将其挂载于大疆Matrice 600 Pro无人机底部。通过编程控制,无人机可按预先设计好的飞行路线自主完成起飞、移动、悬停、降落等动作。通过分析无人机记录的GPS信息和天籁数字相关器观测到的信号强度数据,研究人员可测定望远镜波束。数据分析过程中,研究人员还考虑了无人机自身电磁干扰、RTK电磁干扰、无人机偏航误差、极化方向误差等可能影响精确测量的多种因素。研究人员还对比了长时间跨度时测量结果的差异性,发现无人机的测量结果保持了很好的稳定性和一致性,表明该方法的测量结果是高度可信的。

国家天文台天籁团队无人机测量射电望远镜波束实验取得成功

图3. 不同时期、不同飞行高度测量到的望远镜波束呈现很好地一致性

  天籁实验项目是由国家天文台建设与运行的一个中性氢巡天试验项目,站址位于新疆哈密地区巴里坤县大红柳峡乡境内。通过对红移的中性氢进行巡天观测,天籁项目可以利用强度映射方法获取宇宙大尺度结构中的重子声波振荡,进而测量宇宙膨胀历史,确定暗能量状态方程。

  该研究工作是由杭州电子科技大学机械电子工程研究所和国家天文台天籁项目团队共同完成的,主要作者包括杭州电子科技大学张巨勇、刘靖鑫,国家天文台吴锋泉、李吉夏等。该项研究工作得到了国家自然科学基金委天文联合基金、重点基金、中科院前沿科学基金等支持。论文现已发表于《IEEE天线与传播杂志》(IEEE Antennas and Propagation Magazine)。

  论文链接:

  https://ieeexplore.ieee.org/document/9638547。

  文稿编辑:赵宇豪

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 海军福建舰开展入列后首次海上实兵训练

  • 香港举行“体育力量 闪耀香江”大型无人机表演

独家策划

推荐阅读
为促进卫星导航定位产业有序发展,维护国家地理信息安全,我国将对卫星导航定位基准站实行统一规划、统一标准、统一监管。针对目前基准站重复建设、存在数据安全隐患等主要问题,办法规定自然资源部会同有关部门制定全国基准站建设布局规划。
2025-11-19 09:52
18日,我国首个配置冷却塔的“华龙一号”核电机组——中广核山东招远核电项目1号机组顺利完成核岛第一罐混凝土浇筑,标志着该项目一期工程建设全面启动。
2025-11-19 09:51
2020年至2024年间,全球光热发电装机年复合增长率为4.24%,我国同期增长率达11.7%,显著高于全球水平;技术装备国产化率突破95%,释放出产业加速发展的强劲信号。
2025-11-19 05:35
科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼,科普与科技创新“同等重要”。
2025-11-19 05:55
日前,由清华大学产业发展与环境治理研究中心和自然科研智讯联合编制的《国际科技创新中心指数2025》报告正式发布。
2025-11-19 05:55
新疆的孩子们在“流动科学课”上被磁悬浮演示、机器人互动、矿物标本展示等吸引了目光;甘肃张掖的科技工作者为大伙儿演示经典科普实验“火焰掌”;上海的科学家们踏上科技节的红地毯赢得公众的掌声……这些生动场景共同勾勒出“十四五”期间我国科普事业的发展印记。
2025-11-19 05:55
如今,在学习中遇到问题可以问人工智能,写作业也可以用人工智能辅助查询信息。正如这名同学所言,生成式人工智能正改变传统的以知识积累和传递为中心的教学模式。
2025-11-18 10:28
11月17日,在水利部举行的“贯彻落实党的二十届四中全会精神 推动节水产业高质量发展”新闻发布会上,水利部副部长陈敏介绍,目前,我国节水产业呈现出蓬勃发展的良好势头,
2025-11-18 04:20
新疆维吾尔自治区科技创新大会17日在乌鲁木齐举行。会上,干旱区生态安全与可持续发展全国重点实验室、丝路水实验室、昆仑智能装备实验室、
2025-11-18 04:20
党的二十届四中全会审议通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》指出,以创新能力、质量、实效、贡献为评价导向,深化项目评审、机构评估、
2025-11-18 04:25
近日,2025年6G发展大会在北京经济技术开发区举行。
2025-11-18 04:20
这台高能非弹谱仪的独特之处在于,它利用了中子不带电、穿透力强的特性,能够直接探测到物质内部的微观运动。
2025-11-17 08:56
建立和完善国家公园监测网络体系,是我国生态文明建设领域的重要实践,是践行人与自然和谐共生现代化理念的具体体现。
2025-11-17 04:30
浙江清凉峰国家级自然保护区是我国重要的生物多样性聚集地之一,也是长三角地区珍贵的物种基因库。
2025-11-17 04:30
近日,我国科研团队在嫦娥六号月背样品中首次发现大型撞击事件成因的微米级赤铁矿和磁赤铁矿晶体,揭示了全新的月球氧化反应机制,为环绕南极-艾特肯盆地磁异常的撞击成因提供了样品实证。
2025-11-17 04:30
在不久前召开的联合国教科文组织“人与生物圈计划”国际协调理事会第37次会议上,内蒙古大青山国家级自然保护区和陕西周至国家级自然保护区,被批准为“世界生物圈保护区网络”成员。
2025-11-17 04:30
以“智跃无界,开源致远”为主题的操作系统大会2025(以下简称“大会”)在北京举办。
2025-11-14 17:08
我国在4个国家开展6处文物古迹保护修复,49项中外联合考古项目涉及28个国家和地区,用实际行动践行全球文明倡议、不断丰富世界文明百花园。
2025-11-13 07:07
由四川省人民政府主办的2025世界动力电池大会12日在宜宾市开幕。
2025-11-13 04:55
据估算,太阳每秒钟释放的能量,可供全人类使用约70万年。模拟太阳来产生无尽的清洁能源,也因此成为人类的“终极能源梦想”。
2025-11-13 04:55
加载更多