|
Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://www.ipa.nw.ru/PAGE/OBSERVATORY/rus_badary07.htm
Дата изменения: Unknown Дата индексирования: Sun Apr 10 00:13:10 2016 Кодировка: UTF-8 Поисковые слова: поляризация излучения космических источников |
| Радиотелескоп обсерватории "Бадары"  (Изображение с Web-камеры можно увидеть, используя программы Netscape, Firefox или Mozilla) |
Радиоастрономическая обсерватория "Бадары" |
| Заведующий Иркутским отделом |
Радиоастрономическая обсерватория "Бадары" - третья из трех наблюдательных пунктов радиоинтерферометрической сети "Квазар-КВО", который был в 2005г. принят в опытную эксплуатацию. 1-2 марта 2007 года состоялся первый сеанс обсератории "Бадары" в составе международной РСДБ сети IVS.
Радиоастрономическая обсерватория "Бадары" расположена в Республике Бурятия ( φ=51°46′, λ=102°14′, h=813m )
Основным элементом радиоастрономической обсерватории является полноповоротный прецизионный радиотелескоп с диаметром главного зеркала 32м., который во многих отношениях является оптимальным при осуществлении астрометрических и геодинамических наблюдательных программ.
Антенна радиотелескопа построена по модифицированной схеме Кассегрена с главным квазипараболическим зеркалом с фокусным расстоянием 11,4 м и вторичным зеркалом - контррефлектором, представляющим собой модифицированный гиперболоид диаметром 4м и имеющим одну плоскость симметрии. В отличие от радиотелескопа радиоастрономической обсерватории "Светлое" радиотелескоп обсерватории "Бадары" не имеет азимутальной кабины.
Вторичная система с контррефлектором1. Вторичное зеркало-контррефлектор. 2. Подвеска контррефлектора.
Подвеска контррефлектора дает возможность перемещать его по трем осям - двум в плоскости симметрии, параллельной раскрыву зеркала, одной - вдоль оси главного зеркала, а также вращать его вокруг фокальной оси. Несимметричное вторичное зеркало фокусирует принимаемое излучение в стороне от электрической оси антенны, и при его вращении фокальная точка описывает окружность. На этой окружности располагаются рупорные облучатели для разных длин волн, и, таким образом, быстрый переход с одной волны на другую осуществляется простым поворотом вторичного зеркала на заданный угол.
Рупора герметизированы радиопрозрачной пленкой и внутри них поддерживается небольшое избыточное давление сухого воздуха, подаваемого устройством воздухонаполнения, размещенном в надзеркальной кабине радиотелескопа.
Раскрывы рупорных облучателей 1. 6.2 см, 1.35 см 2. 18-21 см 3. 13/3.5 смЭлектропривод контррефлектора Стойка воздухонаполнения
БР5.833.015
Движение антенны по азимуту осуществляется по рельсовому кольцевому пути диаметром 40 метров. В соответствии с этим ходовая часть азимутального привода выполнена в виде дискретно-фрикционной многоприводной системы, состоящей из четырех спаренных ходовых тележек. Движение антенны по углу места осуществляется с помощью зубчатого венца.
 |  |
| Зубчатый венец | Ходовая тележка азимутального вращения |
Движение антенны по азимуту и углу места обеспечивается двумя группами приводов - приводом большой скорости, предназначенным для быстрого переброса антенны с одного радиоисточника на другой, а также для наблюдений быстро движущихся радиоисточников и приводом малой скорости, который позволяет осуществлять программное сопровождение радиоисточников с высокой точностью. Приводы расположены в специальной кабине, расположенной в помещении кабельной петли.
Помещение кабельной петли Электроприводы азимутального и угломестного вращения
1. Шкаф защиты двигателей 2. Стойки тиристорных преобразователей 3. Стойка возбуждения двигателей
4. Автоматика системы наведения 5. Автоматика системы наведения контррефлектора
| Диапазон скоростей: | |
| по углу места | от 0º до 1º в секунду |
| по азимуту | от 0º до 1.6º в секунду |
| Диапазон ускорений: | |
| по углу места | не более 0.8º/сек2 |
| по азимуту | не более 0.8º/сек2 |
| Пределы поворота: | |
| по углу места | от -1.5º до +91º |
| по азимуту | от +270º до - 270º |
| Рабочее состояние при скорости ветра | до 20 м/сек |
Отсчетными устройствами угловых координат при наведении антенны являются индуктосины, размещенные на валах подшипников угломестного и азимутального вращения. Соосно с колонной азимутальных индуктосинов находится оголовок закрепленной в земле сваи, фиксирующий центр вращения радиотелескопа - его геодезический центр.
 "Блок" отсчетных устройств азимутального вращения |
| 1. Колонна индуктосина 2-3. Индуктосины - рабочий и резервный 4. Оголовок центральной сваи |
Цифровая система контроля и управления радиотелескопом, разработанная на базе компьютерных плат Octagon и Fastwell с программным обеспечением в операционной среде Linux, обеспечивает наблюдения медленных (естественных) и быстрых (искусственных) радиоисточников с точностью не хуже 2 секунд дуги. Цифровая система реализует алгоритм управления ("ПИД-алгоритм"), благодаря которому радиотелескоп с массой более 700 тонн движется энергично и без заметных автоколебаний системы.
Основным аппаратным средством радиотелескопа, обеспечивающим его чувствительность по потоку, является высокочувствительный криогенный приемный СВЧ-комплекс. Он представляет из себя пять двухканальных (правой и левой поляризаций) приемных устройств на волны 1.35см., 3.5см., 6.2см., 13см. и 18-21см. Для высокоточных позиционных наблюдений в радиоинтерферометрическом режиме используются приемники на волны 3.5см и 13см (X- и S-диапазоны). В этих диапазонах осуществляется одновременный прием с помощью совмещенного облучателя в виде синфазного биконического рупора.
 Приемники на волны 6.2 см и 1.35 см | ||
|
Для реализации низких шумовых температур системы "радиотелескоп-радиометр" усилительные устройства приемников всех диапазонов располагаются в криостате и охлаждаются до температуры 20 К ("водородный уровень"). Для криостатирования усилителей используются двухступенчатые микрокриогенные системы замкнутого цикла, расположенные в кабине компрессорных установок. В вакуумной полости криостата, помимо собственно усилителей, выполненных на НЕМТ-транзисторах, расположена часть входных трактов (поляризаторы, анализаторы и вентили), что позволяет снизить шумовую температуру приемников практически до предельно низкого уровня. Шумовые температуры приемных устройств на фланцах криоблока составляют от 8 К на волнах 21/18 см и 6 см до 20 К на волне 1.35 см.
 Газораспределительные панели МКС |
 Компрессоры МКС |
 Панель управления МКС |
В надзеркальной кабине размещена коммутационная матрица, на входе которой подключены 10 радиочастотных кабелей промежуточной частоты от 5 приемников (с левой и правой поляризациями), а на выходе - 4 канала промежуточной частоты, позволяющие передавать сигналы X- и S-диапазона или других диапазонов в двух поляризациях через коммутационный шкаф в пультовой обсерватории.
Коммутационная матрица Коммутационный шкаф
Система частотно-временной синхронизации разработана как единая интегрированная система и состоит из:Шкала времени обсерватории формируется при помощи прибора Ч7-37, который синхронизируется высокостабильным сигналом 5 МГц от водородного стандарта частоты. Для контроля расхождения местной шкалы времени (T обсерватории) и UTC используется GPS/ГЛОНАСС приемник типа ПС161 (производства РИРВ).
- хранителя времени и частоты на базе водородных стандартов частоты Ч1-80 и Ч1-80М;
- средств временной привязки (тайминга) РСДБ наблюдений по сигналам спутниковых навигационных систем GPS и ГЛОНАСС с точностью не хуже 50нс на базе ГНСС приемника ПС-161 (производства РИРВ);
- буферных усилителей опорных сигналов 5МГц и фазостабильных линий их передачи;
- аппаратуры контроля и измерения параметров высокостабильных сигналов;
- комплекта синхронизируемых СВЧ-гетеродинов с частотами 1.26, 2.02, 4.5, 8.08 и 22.92 ГГц;
- средств фазовой калибровки приемопреобразующего тракта на базе генератора пикосекундных импульсов с длительностью 25-50 пс, амплитудой около 1В и частотой следования 1МГц и системы контроля электрической длины кабеля .
Помещение эталона времени и частоты 1. Буферные усилители опорных сигналов 5 МГц
2. Водородные стандарты времени и частоты
ПС-161- приемник синхронизирующий
спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS
Приемный СВЧ комплекс диапазона 13/3.5 см
1. Термостат с пикосекундным генератором 2. Совмещенный гетеродин 2.02/8.08 ГГц
Антенный блок генератора
пикосекундных импульсов
Коаксиальные кабели для передачи сигналов промежуточной частоты, опорных сигналов времени и частоты, а также кабели сигналов управления расположены в кабельном канале.
 |
| Кабельный канал |
Кабельный канал соединяет радиотелескоп с помещением стандарта времени и частоты и пультовой обсерватории, которые расположены в лабораторном корпусе.
Система преобразования, форматирования и регистрации радиометрических и радиоинтерферометрических сигналов работает в базовой полосе промежуточных частот 100-1000 МГц.
Радиометрический модуль, содержащий четыре измерительных канала, соединенных через многоканальный аналого-цифровой преобразователь напряжения с процессором управления, дает возможность проводить точные радиометрические измерения одновременно в двух диапазонах частот по двум поляризациям радиоизлучения. Модуль работает как в модуляционном радиометрическом режиме, так и в режиме компенсационной радиометрии, совместимом с радиоинтерферометрическими наблюдениями.
Регистрация сигналов в радиоинтерферометрическом режиме обеспечивается системой записи, Mark5B+ на магнитные диски (Mark5B+ - 2Гбит/c). В обсерватории используется отечественная система преобразования сигналов Р1002М, промышленный образец которого был настроен и испытан в 2011 г.
 | |||||
| Общий вид стоек с аппаратурой преобразования и регистрации сигналов в обсерватории "Бадары". | |||||
| I. Стойка преобразования сигналов | II. Стойка выходных устройств | III. Стойка СЧВС. | |||
| 1. 14-ти канальная система преобразования сигналов;
2. Блок квантователей. | 1. Блок сетевой коммутации приемников;
2. ПК управления ПРМ; 3. Регистратор RDR; 4. Устройство сопряжения; 5. Mark 5B+; 6. Спектрометр радиометрический 2-х канальный; 7. Выходное устройство 4=х канальный ПРМ; 8. Коммутатор ПЧ. | 1. Анализатор спектра ПЧ; 2. Анализатор спектра-видеоконтроль сигналов фазовой калибровки; 3. Распределитель секунды 1PPS; 4. Измерители временных интервалов (2 шт.); 5. Синхрометр Ч7-37-шкала времени обсерватории; 6. Фазовый компаратор; 7. Распределительный усилитель опорного сигнала 5 МГц. | |||
 |
| Пультовая обсерватории | 1. Консоль оператора. 2. Field System. |
Электроснабжение обсерватории осуществляется по двум независимым высоковольтным линиям 10 кВ. В качестве резервных источников электропитания для поддержки стандарта времени и частоты, компрессорных установок малощумящего приемного СВЧ-комплекса, информационно-телекоммуникационных систем и пожарно-охранной сигнализации используются:
— источник бесперебойного питания (ИБП) GALAXY 3000 с батареей на 33 минуты автономной работы мощностью 30 кВА (Франция, фирма MGE);
— дизель-генераторные установки:
-на мощность 20 кВА (полностью автоматизированная установка "Вепрь")
-на мощность 50 кВА
 |  |
| ИБП GALAXY 3000 | Дизель-генератор "Вепрь" |
На обсерватории в 1991 г. была установлена аппаратура DORIS (Beacon model 1.0) с антенной Alcatel. В том же году пункт (BADA) был включен в международную сеть DORIS-станций (в настоящее время глобальная сеть IDS - International DORIS Service). В августе 2004 г. на пункте произведена замена аппаратуры DORIS на Beacon model 3.0 с антенной Starec 52291 (пункт BADB в сети IDS). Антенна с круговой диаграммой направленности излучает модулированные радиосигналы на двух несущих частотах (2036.25 и 401.25 МГц), прием и предварительная обработка которых производится на спутниках системы DORIS. Блок передатчика через последовательный интерфейс RS 232 подключен к компьютеру, который используется для контроля работы блока и считывания метеопараметров.
 |
 |
| Антенна DORIS. | Аппаратный блок DORIS и его электропитание |
Для получения метеоданных в реальном масштабе времени используется автоматическая цифровая метеостанция WXT510 (Vaisala), содержащая каналы измерения скорости ветра V и его направления D, температуры воздуха t, относительной влажности воздуха Hu и атмосферного давления Р. Датчики метеостанции установлены на высоте 15м от земли, что позволяет избежать ошибок в измерении скорости ветра в связи с изменением температуры и влажности вблизи поверхности земли. Автоматическая метеостанция подключена к отдельному компьютеру, с помощью которого проводится автоматическая обработка измеряемых метеопараметров, выведение их на панель оператора и ведение базы метеоданных
| Характеристика | V, м/с | D, град | t, град С | Hu, % | P,мм. рт. ст. |
|---|---|---|---|---|---|
| Диапазон | 0÷60 | 0÷360 | -50÷+60 | 0÷100 | |
| Погрешность | ±0.3 | ±2 | ±0.3 | ±3 | ±0.4 |
На обсерватории с 2005 г. ведутся постоянные GPS-наблюдения, а с начала 2010 г. - GPS/ГЛОНАСС-наблюдения. Приемная антенна расположена на геодезическом столбе типового проекта, установленном на крыше лабораторного корпуса. До апреля 2010 г. GPS-наблюдения проводились с приемником SR520 фирмы Leica Geosystems, а в настоящее время с совмещенным GPS/ГЛОНАСС-приемником Delta-G3T и антенной RingAnt-DM, типа Dorne-Margolin/Choke Ring, фирмы Javad GNSS. Антенна имеет радиопрозрачный колпак (радомом) конусообразной формы. Приемник Delta-G3T обеспечивает фазовые и кодовые измерения на частотах L1, L2 и L5 одновременно по всем находящимся в зоне видимости (режим "all in view") спутникам навигационных систем ГЛОНАСС и GPS, а в перспективе - и системы Galileo. Приемник подключен к водородному стандарту частоты обсерватории (5 МГЦ). Для управления приемником используется программа PC-View, которая контролирует процесс наблюдений, автоматически каждый час выгружает из приемника файлы наблюдений и конвертирует их в RINEX-формат. Файлы наблюдений архивируются и отправляются в центр анализа данных ИПА РАН. Приемник Delta-G3T оснащен интерфейсами RS-232 и USB, имеет выход 1 PPS (для синхронизации шкал времени) и вход Event marker (маркер событий).
 GPS/ГЛОНАСС - антенна |
 GPS/ГЛОНАСС - приемник |
 |
 |
| Общий вид лазерного дальномера "Сажень-ТМ-БИС" | Опорно-поворотное устройство |
| Высоты лоцируемых спутников: | |
|---|---|
| – дневное время | 400-6000 км |
| – ночное время | 400-23000 км |
| Апертура оптической системы | 25 см |
| Длина волны | 532 нм |
| Частота импульсов | 300 Гц |
| Длительность импульса | 150 пс |
| Энергия импульса | 2.5 мДж |
| Масса | 170 кг |
| Точность нормальных точек | 1 см |
| Точность угловых измерений | 1-2" |
| Расходимость лазерного луча | 5" |
 |
| Мачта с метеостанцией и антеннами ГЛОНАСС/GPS приемников |
 |
| Рабочее место оператора |
 | 
|
Локальная геодезическая сеть (ЛГС) обсерватории предназначена для мониторинга смещения опорных точек радиотелескопа и GPS-антенны, вызываемых деформациями конструкций инструментов и местными грунтовыми подвижками. Геодезические столбы, на которых расположены GPS-антенны и основные наземные марки, снабжены унифицированными оголовками из нержавеющей стали с резьбовым элементом для принудительной центровки.
 План ЛГС обсерватории "Бадары" |
Показаны марки, расположенные на крыше лабораторного здания
301 - точка (BADG), к которой относятся GPS-наблюдения,
312 - точка, к которой относятся DORIS-наблюдения (пункт BADA),
310 - опорная точка радиотелескопа RTF-32 (точка пересечения горизонтальной и вертикальной осей вращения),
311 - точка на платформе радиотелескопа и на азимутальной оси,
304, 306, 307, 308, 309 - марки, расположенные на геодезических столбах.
|
 Реперный столб |
Обсерватория имеет локальную вычислительную сеть (ЛВС) в стандартах Fast Ethernet и Gigabit Ethernet с выделенным Unix-сервером, объединяющую 15 рабочих станций.
Обсерватория соединена по волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) с магистральной линией связи "Сибирьтелеком" в узле связи в поселке Кырен и далее через сеть Интернет с ИПА РАН в Санкт-Петербурге. В настоящее время пропускная способность ВОЛС - 1 Мбит/c.
Обсерватория с 2009 года участвует в регулярных наблюдениях (часовая сессия) по Российским программам (Ru-UT) для определения поправок Всемирного времени в режиме е-РСДБ. Передача данных наблюдений в этом режиме осуществляется по отдельному высокоскоростному каналу связи 1Гбит/с.
Установленное в обсерватории и узле доступа "Сибирьтелеком" в поселке Кырен оборудование обеспечивают передачу данных, выход в Интернет, проведение видеоконференций, оперативную телефонную связь с ИПА РАН в Санкт-Петербурге и обсерваториями "Светлое" и "Зеленчукская" в технологии VoIP и удаленное наблюдение за радиотелескопом в режиме реального времени.
Адрес: 671021, Республика Бурятия, Туркинский район, п.Тунка Телефон: (30147) 418-91, (30147) 420-85 E-mail: irkutsk@ipa.nw.ru
