1 Корреляционная обработка наблюдений на наземно- космическом радиоинтерферометре в проекте «Радиоастрон» В.Е.Жаров 1, С.Ф.Лихачев 2, В.И.Костенко 2, И.А.Гирин 2, А.С.Андрианов 2, В.Г.Турышев 3 1 Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга Московского государственного университета 2 Астрокосмический центр Физического института им. П. Н. Лебедева РАН 3 Лаборатория реактивного движения НАСА «Фундаментальное и прикладное координатно-временное и навигационное обеспечение: КВНО-2013» " 15–19 марта 2013 г., Санкт-Петербург

2 Проект «РАДИОАСТРОН» «Радиоастрон» - это международный проект по запуску космического аппарата с радиотелескопом (КРТ) диаметром 10 м на высокоапогейную орбиту вокруг Земли. Цель проекта – создание наземно-космического РСДБ с базой до 300 тыс. км и наблюдение радиоисточников с высоким угловым разрешением. (Radioastron User Handbook, 2012)

3 Схема аппарата и орбитальные параметры Запуск :31:18 Орбитальные параметры Период p = 8.32 days Эксцентриситет e = 0.93 Арогей км Перигей 578 км 342.2° °

4 Орбита КРТ Элементы орбиты выбраны таким образом, чтобы максимальное влияние на эволюцию оказывали гравитационные возмущения со стороны Луны. Вариации высоты апогея и перигеяВариации эксцентриситета

5

6

7

8 План работы 1)Геометрия наземно-космического интерферометра 2)Принцип работы коррелятора 3)Особенности корреляционной обработки данных наземно-космического интерферометра 4)Результаты корреляционной обработки 5)Проблемы и решения

9 Геометрия наземно-космического интерферометра

10 Геоцентрическая задержка сигнала в вакууме для наземно-космического интерферометра E – the Earth, o – observer, s - satellite

11 Учет хода бортовых «часов» Если TT = t – координатное время, τ A – собственное время часов А с радиус-вектором x A (t) в системе GCRS и скоростью v A (t), то (IERS, 2010):

12 Отсутствие часов на борту 1)Привязка «часов на борту» к часам в Пущино 2)Отсутствие информации о ходе часов

13 Начальная задержка:

14 Коррелятор FX (схема «станция интерферометра») 1)Вводится центр Земли (C) 2)Вычисляются задержки на базах «РА-C» и «EF-C» 3)Вычисляются частоты интерференции на этих базах 4)Выполняется «остановка лепестков» (генератор фазы)

15 Особенности по сравнению с коррелятором FX (схема «база интерферометра») 1)База «EF-РА» или «РА-EF» Задержка на базе «EF-РА» не равна задержке на базе «РА-EF» !!! а) EF-РА = (EF-C)-(RA-C) - не годится б) EF-РА = -(C-EF)+(C-RA) – только так ! EF-РА = c EF-C = c -(РА-C) = c c 2 мкс 600 м !!! EF-РА = c -(C-EF) = c (C-РА) = c c

16 Чувствительность интерферометра РА - GBT P-bandL-bandC-bandK-band SEFD (Jy) РА SEFD (Jy) GBT S 12 (mJy) (T = 1 c) S 12 (mJy) (T = 300 c)

17 Модель задержки и частоты интерференции Если F=16 МГц, ошибка положения м, скорости 5 см/с, то количество переборов по задержке, по частоте интерференции. Время интегрирование, время когерентности

18

19 Результаты: RAES03ci - C band (4828MHz), 17/09/2012, 20:00:00 T = 120 s, source: , RA - GBT NRAO

20 RAES03ci, K-band (22212 MHz) :30:10, T= 560 s, source = , RA-GBT T18:30: T18:30: T18:30: T18:30:

21

22

23

24

25

26

27 start=2012y351d01h50m00s; stop=2012y351d02h30m00s; T01:50: Position Velocity

28

29 Корреляция спектральных источников

30 Проблемы и решения 1.Баллистическое обеспечение: | Регулярные точность реконструированной орбиты | наблюдения аппарата 2.Ход бортовых часов | Второй стандарт | Наблюдения ГИ пульсаров | Методы калибровки 3.Тропосфера и ионосфера | Моделирование задержки 4.Низкая чувствительность |Большие наземные телескопы | Программа наблюдений

31 Заключение 1.Разработано программное обеспечение для корреляции данных наземно-космического интерферометра 2.Получена корреляция при наблюдении источников на частоте 22 ГГц; достигнуто угловое разрешение около 25 мкс дуги 3.Получена корреляция на рекордной базе около 230 тыс.км 4.Разработаны рекомендации по дальнейшему усовершенствованию программы обработки и баллистического обеспечения проекта

32 Спасибо за внимание !