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成像GEO卫星的光学干涉技术

时间:2021-03-16 00:00 点击次数:
  本文摘要:如何有需要力辨别地球同步卫星的问题正在引发空间态势感官领域的普遍兴趣。然而,即使最大型的单台地基望远镜也不能辨别体积可观的静地卫星。要辨别细节,诸如:张开卫星主体的天线或仪器,就必须光学干预这样的其他技术。 美国海军仪器光学干涉仪(TheNavyPrecisionOpticalInterferometer,NPOI)是首台,这么近地,从地面顺利观测静地卫星的干涉仪。

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如何有需要力辨别地球同步卫星的问题正在引发空间态势感官领域的普遍兴趣。然而,即使最大型的单台地基望远镜也不能辨别体积可观的静地卫星。要辨别细节,诸如:张开卫星主体的天线或仪器,就必须光学干预这样的其他技术。

  美国海军仪器光学干涉仪(TheNavyPrecisionOpticalInterferometer,NPOI)是首台,这么近地,从地面顺利观测静地卫星的干涉仪。在2008年3月的闪光(glint)季最少见的可看见卫星光线返太阳光的二分点期间,我们观测了DirecTV-9S,2009年我们又就展开了先前观测。

我们找到,NPOI只有16m的最短基线,那时这对于观测静地轨道卫星来说过于宽了,这些卫星的尺度意味着几米。  NPOI观测波段是=556~845nm,分辨率为35-50nanoradians(res∽/B),相等于地球实时高度1.3-2m的尺度。该尺度的结构不会产生条纹对比度仅次于和大于反射率的比V∽0.2,只有大20%结构会有条纹对比度。

结构尺度再行大时,条纹对比度又不会完全恢复,只是弱。  缺少较短基线必定显露出两个缺点。第一,使动态观测和追踪条纹和调整干涉仪的内部光路显得艰难。

这是因为大气湍流被迫我们间隔20ms就得观测条纹和新的调整光路。其次,宽基线数据无法叙述目标的大尺度结构特征。较好地数学回应较大尺度卫星主体必须中用较短基线数据,或者以干预来说,取样较小的u-v间隙,其中u和v是朝着目标由东向西、朝着基线部件由北向南取样的空间频率BEW/和BNS/。

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  条纹功率是每一个调制周期扫描频率条纹的函数,数据是2015年3月6日通过光谱仪2取得的数据DirecTV-7S数据。每一帧对应一个光谱地下通道,波长从845nm(地下通道1)-604nm(地下通道2)。该光谱仪意味着通过W4AC基线展开了观测,条纹扫描频率k=1。

黑色曲线回应相干性(on-fringe)扫瞄取得的功率序。红色曲线所谓相干性(off-fringe)扫瞄取得的功率序偏差,尺度标定根据相干性和非相干性扫瞄是通量比。绿色曲线回应校正偏差后的功率序。  2009年以来,NPOI落成几个新的阵列车站,使较短基线以求构建。

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尤其值得一提的是,现在W4-AC之间有8.8m基线,可取得实时轨道高度2.3-3.5m的分辨率;还有AC-E3之间的9.8m基线。这两个较短基线分享阵列单元AC,使将它们融合一起构成第三条基线18.6m的W4-E3沦为有可能。最后的目标是利用较长基线观测条纹,以取得较细致的细节,但是信噪比很差。

如果通过两个较短基线观测和追踪条纹、第三基线就可被准确共计互为并且能动态收集含可观测条纹的数据,这是Roddier最初明确提出的概念。用于三台或者更加多阵列单元也可以取得开口振幅,这是环绕三角形基线的条纹振幅的总和。因为基线振幅的大气扰动在总和中抵销,所以这些开口振幅回应目标图像的一些振幅信息。

特别之处是,可以用它们更佳地确认卫星组件的比较方位。  我们在2015年3月通过W4AC基线取得了DirecTV-7S的条纹。

但是因为人组器软件正在搜索第二个基线,该数据没被记录下来。第二天晚上,由于天气条件很差,条纹观测不得不中断,但是在27s的时间内我们需要观测和记录条纹,期间我们通过W4AC基线追踪条纹约4s的时间,通过ACE3基线追踪条纹将近4s。

由于闪光季最后几天再次发生的情况使我们的观测变得复杂,意味著闪光越高,该季最佳时刻的目标越不那么暗淡。


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