
【电】 very-long-vaseline interferometry
exceed; go beyond; overtake
【计】 hyperactive
【医】 per-; ultra-
distant; far; remote
【医】 ap-; apo-
base line
【计】 baseline
【化】 baseline
interfere; intervene; intermeddle; interpose; meddle; interference
interposition
【化】 interference
【医】 interfere; interference
guage; measure; meterage; scale; survey
【化】 measurement
【医】 measurement; mensuration; survey
【经】 calibration; take the gauge of
dharma; divisor; follow; law; standard
【医】 method
【经】 law
超远基线干涉测量法(Very Long Baseline Interferometry, VLBI)是一种高精度的射电天文观测技术,通过将位于不同地理位置(基线距离可达数千甚至上万公里)的多个射电望远镜同步观测同一个射电源,利用电磁波到达各望远镜的时间差(时延)和相位差,模拟出一个等效口径相当于基线长度的巨型望远镜,从而实现极高的角分辨率。
核心原理与技术要点:
干涉测量基础:当来自同一遥远天体(如类星体、射电星系)的电磁波信号被两个或多个相距遥远的望远镜接收时,信号到达的时间差(几何时延)包含了关于波前方向(即天体方向)和基线向量的精确信息。通过相关处理接收到的信号,可以提取出干涉条纹的幅度和相位。
“超远基线”特性:与传统干涉阵不同,VLBI的望远镜间距(基线)极长,通常跨越洲际甚至地球直径。这使得其角分辨率远高于任何单口径望远镜或短基线干涉阵,分辨率可达毫角秒(mas)甚至微角秒(μas)量级。例如,地球直径尺度的基线在波长1cm时分辨率约为40微角秒。
独立本振与时间同步:各站点使用高稳定度的独立原子钟(如氢脉泽钟)作为本振参考,并精确记录信号到达时间(时间标记)。观测后,将记录的数据(包含信号和时间标记)送到相关处理中心进行互相关运算,而非实时传输信号。
数据处理与成像:相关处理得到的数据(称为“条纹”或“可见度数据”)需经过复杂的校准(如消除大气、仪器误差)和成像(如傅里叶变换、CLEAN算法)过程,最终重构出射电源的高分辨率图像或精确测定其位置。
主要应用领域:
权威参考来源:
超远基线干涉测量法(Very-Long-Baseline Interferometry, VLBI)是一种基于光波干涉原理的高精度测量技术,其核心特点是通过相距极远(通常跨越数百至数千公里)的多个观测站点组成干涉仪,以实现极高的空间分辨率。
具体解释如下:
基本原理
该技术利用光的干涉现象:将一束光分为两束,经过不同路径传播后再汇合,通过分析干涉条纹的明暗变化(光程差)来获取被测对象的参数(如位置、形状等)。光程差公式为:
$$Delta = frac{2pi}{lambda} cdot (L_1 - L_2)$$
其中,$Delta$为相位差,$lambda$为波长,$L_1$和$L_2$为两束光路径长度(参考)。
“超远基线”的含义
与传统干涉仪相比,其基线(即两个观测点之间的距离)极长,甚至可达地球直径级别。这种设计大幅提升了测量的角分辨率,使其能捕捉到更细微的宇宙信号或地球运动变化。
主要应用领域
特点与优势
超远基线设计使该技术无需物理连接设备,仅需各站点独立记录数据并后期同步处理,极大扩展了适用场景和测量范围。
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