【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及射电天文，更具体地涉及一种天马望远镜连续谱观测系统及方法。
技术介绍
1、连续谱是指天体在宽频率范围内辐射的强度随频率连续变化，没有明显的吸收或发射线特征。连续谱观测对射电望远镜十分重要，首先可用于测试望远镜性能；其次，多波段连续谱观测可以确定源的谱指数，帮助研究银河系磁场、超新星遗迹等课题；最后，连续谱流量的监测有助于研究射电源的时变特性和星际介质结构。
2、美国绿岸望远镜(green bank telescope,gbt)采用两种连续谱观测方法：on-off观测和飞行扫描观测(on-the-fly,otf)。gbt的连续谱观测终端为加州理工连续谱终端(caltech continuum backend,ccb)，该终端专为gbt的双波束ka波段接收器设计，覆盖26ghz到40ghz的频率范围。此外，澳大利亚的帕克斯射电望远镜使用超宽带低频(ultra-wideband-low,uwl)接收机进行连续谱观测，覆盖704mhz到4032mhz的射电频率范围。澳大利亚望远镜致密阵列(australia telescope compact array,atca)的连续谱终端为致密阵列带宽后端(compact array broadband backend,cabb)，其观测带宽为2048mhz。
3、天马望远镜连续谱观测时，采用单点观测和成图观测两种方法。它是目前亚洲最大的全方位可转动的射电望远镜，主反射面直径为65m，配备了l、s/x、c、ku、k、x/ka、q共7套接收机，能够覆盖从1mhz
4、目前，天马望远镜连续谱观测系统采用dibas设备作为其连续谱观测终端。然而，dibas存在诸多局限与缺点：设备内部存在射频干扰或微波链路传输过程中信号衰减，导致测量精度不高；dibas是进口设备，维护和修复难度较大，缺乏自我诊断和快速维修能力，依赖原厂支持，增加了维修时间和成本，可能导致观测工作中断；dibas系统在功能扩展和性能优化方面受限于硬件结构，升级和优化成本高且复杂，响应速度较慢，难以适应新需求和技术发展。
技术实现思路
1、为解决上述现有技术中的问题，本专利技术提供一种天马望远镜连续谱观测系统及方法，采用通用软件无线电外设(universal software radio peripheral，usrp)硬件设备作为连续谱终端，以克服测量精度不高、维护困难以及升级和优化受限的问题。
2、本专利技术提供的一种天马望远镜连续谱观测系统，包括：
3、天马望远镜，设置为：接收来自宇宙深处的射电信号；
4、接收机模块，设置为：对所述天马望远镜接收到的射电信号进行放大和处理，输出中频信号；
5、中频传输模块，设置为：接收所述接收机模块输出的中频信号；
6、连续谱终端，安装在所述天马望远镜的馈源舱内，设置为：接收来自所述中频传输模块的中频信号，并对所述中频信号进行数字下变频和ad采样，得到基带信号；
7、数据处理模块，设置为：接收来自所述连续谱终端的基带信号，并对所述基带信号进行处理，得到射电源流量的测量结果，完成天马望远镜连续谱观测。
8、优选地，所述连续谱终端采用usrp x410设备。
9、进一步地，所述数据处理模块包括：
10、数据采集模块，设置为：配置所述连续谱终端的采样频率、中心频率和所需的总样本数，配置完成后，从所述连续谱终端接收样本数据，同时检测所述样本数据中是否存在错误信息，若检测到错误信息，则重新接收样本数据；若未检测到错误信息，则在达到总样本数后，停止接收样本数据；
11、数据预处理模块设置为：对所述样本数据进行定标处理，同时读取天线位置数据，并根据定标处理后的数据对所述天线位置数据进行线性插值，得到预处理数据；
12、数据后处理模块，设置为：对所述预处理数据进行计算，获取目标源流量。
13、进一步地，所述数据采集模块还可设置为：配置时钟源，以使所述连续谱终端的采样操作和所述数据采集模块接收样本数据的操作同步。
14、进一步地，所述数据预处理模块还可设置为：判断是否需要进行指向修正，若需要，则对所述预处理数据进行高斯拟合，得到赤经和/或赤纬方向的指向误差，将赤经和/或赤纬方向的指向误差转换为方位和/或俯仰方向的指向误差后，实现指向修正。
15、进一步地，所述数据后处理模块包括：
16、基线校正模块，设置为：去除所述预处理数据中的背景噪声，并对所述样本数据与预设目标之间的角度偏差进行校正；
17、参数计算模块，设置为：提取目标源信号的幅度，计算半功率波束宽度和所述预处理数据的均方根；
18、增益曲线绘制模块，设置为：根据所述预处理数据，分析天线增益与仰角/方位角之间的关系，生成增益曲线图；
19、目标源流量计算模块，设置为：根据参所述数计算模块得到的计算结果，获取目标源信号幅度相关的相对误差，并将目标源的观测温度转换为流量，得到目标源流量。
20、进一步地，所述目标源流量计算模块设置为：根据所述目标源信号的幅度，获取目标源信号的最大幅度和标准差，并通过拟合计算出修正因子，将所述目标源信号的最大幅度与修正因子结合后，得到所述目标源的观测温度。
21、本专利技术还提供一种天马望远镜连续谱观测方法，包括：
22、步骤s1，提供上述的天马望远镜连续谱观测系统，数据处理模块配置连续谱终端的采样频率、中心频率和所需的总样本数，并配置时钟源，以使连续谱终端的采样操作和数据处理模块接收样本数据的操作同步；
23、步骤s2，接收样本数据，并检测所述样本数据中是否存在错误信息，若检测到错误信息，则重新接收样本数据；若未检测到错误信息，则在达到总样本数后，停止接收样本数据；
24、步骤s3，对所述样本数据进行定标处理，并读取天线位置数据，根据定标处理后的数据对天线位置数据进行线性插值，得到预处理数据；
25、步骤s4，对所述预处理数据进行计算，获取目标源流量。
26、进一步地，所述步骤s4还包括：判断是否需要进行指向修正，若需要，则对预处理数据进行高斯拟合，得到赤经和/或赤纬方向的指向误差，将赤经和/或赤纬方向的指向误差转换为方位和/或俯仰方向的指向误差后，实现指向修正。
27、进一步地，所述步骤s4包括：
28、步骤s41，去除预处理数据中的背景噪声，并对观测数据与预设目标之间的角度偏差进行校正；
29、步骤s42，提取目标源信号的幅度，计算半功率波束宽度和所述预处理数据的均方根；
30、步骤s43，根据所述预处理数据，分析天线增益与仰角/方位角之间的关系，生成增益曲线图；
31、步骤s44，根据步骤s42得到的计算结果，获取目标源信号幅度相关的相对误差，并将目标源的观测温度转换为流量，得到目标源流量。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种天马望远镜连续谱观测系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的天马望远镜连续谱观测系统，其特征在于，所述连续谱终端采用USRP X410设备。
3.根据权利要求1所述的天马望远镜连续谱观测系统，其特征在于，所述数据处理模块包括：
4.根据权利要求1所述的天马望远镜连续谱观测系统，其特征在于，所述数据采集模块还可设置为：配置时钟源，以使所述连续谱终端的采样操作和所述数据采集模块接收样本数据的操作同步。
5.根据权利要求1所述的天马望远镜连续谱观测系统，其特征在于，所述数据预处理模块还可设置为：判断是否需要进行指向修正，若需要，则对所述预处理数据进行高斯拟合，得到赤经和/或赤纬方向的指向误差，将赤经和/或赤纬方向的指向误差转换为方位和/或俯仰方向的指向误差后，实现指向修正。
6.根据权利要求3所述的天马望远镜连续谱观测系统，其特征在于，所述数据后处理模块包括：
7.根据权利要求6所述的天马望远镜连续谱观测系统，其特征在于，所述目标源流量计算模块设置为：根据所述目标源信号的幅度，获取目标源信号的最大
8.一种天马望远镜连续谱观测方法，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的天马望远镜连续谱观测方法，其特征在于，所述步骤S4还包括：判断是否需要进行指向修正，若需要，则对预处理数据进行高斯拟合，得到赤经和/或赤纬方向的指向误差，将赤经和/或赤纬方向的指向误差转换为方位和/或俯仰方向的指向误差后，实现指向修正。
10.根据权利要求8所述的天马望远镜连续谱观测方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
...【技术特征摘要】
1.一种天马望远镜连续谱观测系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的天马望远镜连续谱观测系统，其特征在于，所述连续谱终端采用usrp x410设备。
3.根据权利要求1所述的天马望远镜连续谱观测系统，其特征在于，所述数据处理模块包括：
4.根据权利要求1所述的天马望远镜连续谱观测系统，其特征在于，所述数据采集模块还可设置为：配置时钟源，以使所述连续谱终端的采样操作和所述数据采集模块接收样本数据的操作同步。
5.根据权利要求1所述的天马望远镜连续谱观测系统，其特征在于，所述数据预处理模块还可设置为：判断是否需要进行指向修正，若需要，则对所述预处理数据进行高斯拟合，得到赤经和/或赤纬方向的指向误差，将赤经和/或赤纬方向的指向误差转换为方位和/或俯仰方向的指向误差后，实现指向修正。
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵融冰，巴桑番多，齐朝祥，陈天禄，闫振，张楚原，宋董方，刘思宇，代恒，鲍华，朱子墨，丁婉越，
申请(专利权)人：中国科学院上海天文台，
类型：发明
国别省市：
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