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野外站仪器解说词(初稿)

已有 177 次阅读 2025-12-21 11:03 |个人分类:卫星与激光|系统分类:科普集锦

各位领导、各位嘉宾:(礼节)

上午好!欢迎大家来站指导工作。我站1980年筹建,1992年建成SLR系统、1995年建成GPS跟踪站。1998年加入国际服务组织。 1999年,科技部挂牌野外科研站、中国科协挂牌全国科普基地。

我站主要科研观测设施有:固定和流动SLR系统、北斗等导航卫星观测仪器 、超导重力仪和在建的VLBI系统。

                 一 固定SLR系统

地点:激光楼。

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解说:这是一套固定SLR 系统。用绿色激光观测卫星。

楼上是望远镜系统。它的发射和接收口径分别是16和60厘米。大导星镜口径:10厘米。

近地星、中高轨道卫星,北斗的地球同步卫星,都可以观测。

1994年,我站研制的厘米级精度、第三代卫星激光测距仪,通过中外专家验收。叶淑华院士和王大珩院士,曾经莅临鉴定会。

1998年,加入国际激光测距服务组织。

卫星激光测距原理:距离=速度乘以时间。

距离是星地距离。速度是激光的传播速度;时间是从卫星到地面站之间的单程传播时间。

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                        (观测员 在激光楼二层观测室)

**SLR系统的四大分系统:

1 星载合作目标——角反射器;作用:反射激光与入射激光平行。

2 天文望远镜。发射和接收激光脉冲,频率:两千赫兹。

3半导体激光器。绿色激光,波长,532纳米。

4 测量控制系统。

  控制望远镜、激光器、获取卫星预报信息、测距、数据处理。

**SLR数据应用:精密定轨、精密确定测站地心坐标、精确测定地球重力场系数、地球自转参数、碎片跟踪和监测。其他各类空间目标的精密定轨。

                  二  流动SLR

卫星激光测距原理:【固定SLR部分。】

**五个组成部分   

   1 星载合作目标——角反射器;作用:反射激光与入射激光平行。

2 天文望远镜。发射和接收,激光绿色、532纳米。

发射口径: 20厘米。接收口径:100厘米。导星镜:10厘米。

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 (观测中的固定卫星激光测距仪,场地限制,仅拍到局部;右侧为接收望远镜)

3半导体激光器。绿色激光脉冲;频率:两千赫兹。

4 测量控制系统。

控制望远镜、激光器、获取卫星预报信息、数据处理。

四台电脑,分别控制:望远镜、图像、测距和距离门。

**数据应用 :同固定SLR。

  5 方舱 (三部分:望远镜舱、激光器舱、测量控制舱)

***测量距离:400公里到3.6万公里(北斗卫星)。

                      三 在建VLBI

  VLBI可以和其他同类站组成基线,观测来自河外星系的射电信号,也可以观测来自对应频段内卫星发射的无线电信号。

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   天线口径:13米。 基座高度:22米。

   接收射电频率:2-14G Hz。【中国天眼:70 MHz—3G Hz】

配套系统:气象站。避雷针。电源系统、氢离子钟,数据处理系统,等等。

    测量原理:两台以上望远镜,观测同一个射电源,利用电磁波干涉技术和时间同步技术,测定一组射电信号到观测望远镜的时间差和相位差,进行相关处理、提取干涉条纹,建立射电源和望远镜的几何关系。

预期数据应用:地壳运动监测、测站地心坐标测定;地球参考系建立;精确测定地球重力场系数;地球自转参数、精确测定站间基线及其变化。

           四 超导重力仪、绝对重力点、和水位计

1  超导相对重力仪-----GWR 仪器公司。美国,圣地亚哥。

精度 0.1 微伽。一个微伽等于十的负八次方 米每秒平方。

原理:超导材料,磁悬浮和位移测量,感知重力变化。

超导重力仪的  三大系统: 电子控制系统;杜瓦系统和制冷系统;重力感应系统。

其中:杜瓦瓶,双层玻璃结构【杜瓦,英国,1892年发明,50岁。】。瓶内的惰性气体——氦气,温度:绝对零度4°K。

温度波动范围:万分之一°K 。

重力数据的应用:卫星轨道精密确定、研究地质历史事件。建立国家高程基准。重力导航。长周期的重力观测;海洋潮汐对重力的影响;水位水体变化的监测;油气资源的勘探。监测石油、天然气、地下水提取造成的沉降。

2  绝对重力点

地点:激光楼一层。它可作为重力基准点,控制低等级的重力点。

激光或原子干涉绝对重力仪。测量原理:真空环境中,精确测量自由下落原子的位移和对应时间,解算重力加速度的变化。

重力加速度测量精度:1—10 m Gal。

3  水位计。五个部分:浮子、钢丝绳、重锤、测轮儿、传感器。

33-35米。80米。

工作原理:钢丝绳一端连浮子、另一端连重锤。传感器测轮儿安装在编码器输入轴上。钢丝绳带动测轮儿转动。编码器输出水位值。

                      五  IGS站

95年建成;98年加入导航卫星国际服务组织;是陆态网的基准站。

定位原理:伪距测量。距离=时间*无线电传播速度。观测卫星,由空间三点的三维坐标,确定未知点的三维坐标。

楼顶观测设施:扼流圈天线。避雷针。气象仪器探头。

室内接收机四台,其中一台是地震局的。

在研究院办公楼里,可以访问服务器,查看数据情况。

接收的导航卫星数据来自:北斗、俄罗斯、欧盟、美国的卫星。

数据应用:大地测量、工程测量、地质灾害监测、形变监测、精密农业、地表水储量变化监测。

                    六  北斗站(接收天线)

iGMAS  户外天线。

目前在轨卫星:50颗。

15颗北斗二号;30颗北斗3号;5颗北斗3号备份星。

最近发射:2024年9月19日9时14分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭与远征一号上面级,成功发射第五十九颗、六十颗北斗导航卫星。

                 致谢与欢迎批评指正(礼节)

刚才,大家看到……

                                                                (初稿:2025-11-10。图文皆为原创。)



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