
【電】 very-long-vaseline interferometry
exceed; go beyond; overtake
【計】 hyperactive
【醫】 per-; ultra-
distant; far; remote
【醫】 ap-; apo-
base line
【計】 baseline
【化】 baseline
interfere; intervene; intermeddle; interpose; meddle; interference
interposition
【化】 interference
【醫】 interfere; interference
guage; measure; meterage; scale; survey
【化】 measurement
【醫】 measurement; mensuration; survey
【經】 calibration; take the gauge of
dharma; divisor; follow; law; standard
【醫】 method
【經】 law
超遠基線幹涉測量法(Very Long Baseline Interferometry, VLBI)是一種高精度的射電天文觀測技術,通過将位于不同地理位置(基線距離可達數千甚至上萬公裡)的多個射電望遠鏡同步觀測同一個射電源,利用電磁波到達各望遠鏡的時間差(時延)和相位差,模拟出一個等效口徑相當于基線長度的巨型望遠鏡,從而實現極高的角分辨率。
核心原理與技術要點:
幹涉測量基礎:當來自同一遙遠天體(如類星體、射電星系)的電磁波信號被兩個或多個相距遙遠的望遠鏡接收時,信號到達的時間差(幾何時延)包含了關于波前方向(即天體方向)和基線向量的精确信息。通過相關處理接收到的信號,可以提取出幹涉條紋的幅度和相位。
“超遠基線”特性:與傳統幹涉陣不同,VLBI的望遠鏡間距(基線)極長,通常跨越洲際甚至地球直徑。這使得其角分辨率遠高于任何單口徑望遠鏡或短基線幹涉陣,分辨率可達毫角秒(mas)甚至微角秒(μas)量級。例如,地球直徑尺度的基線在波長1cm時分辨率約為40微角秒。
獨立本振與時間同步:各站點使用高穩定度的獨立原子鐘(如氫脈澤鐘)作為本振參考,并精确記錄信號到達時間(時間标記)。觀測後,将記錄的數據(包含信號和時間标記)送到相關處理中心進行互相關運算,而非實時傳輸信號。
數據處理與成像:相關處理得到的數據(稱為“條紋”或“可見度數據”)需經過複雜的校準(如消除大氣、儀器誤差)和成像(如傅裡葉變換、CLEAN算法)過程,最終重構出射電源的高分辨率圖像或精确測定其位置。
主要應用領域:
權威參考來源:
超遠基線幹涉測量法(Very-Long-Baseline Interferometry, VLBI)是一種基于光波幹涉原理的高精度測量技術,其核心特點是通過相距極遠(通常跨越數百至數千公裡)的多個觀測站點組成幹涉儀,以實現極高的空間分辨率。
具體解釋如下:
基本原理
該技術利用光的幹涉現象:将一束光分為兩束,經過不同路徑傳播後再彙合,通過分析幹涉條紋的明暗變化(光程差)來獲取被測對象的參數(如位置、形狀等)。光程差公式為:
$$Delta = frac{2pi}{lambda} cdot (L_1 - L_2)$$
其中,$Delta$為相位差,$lambda$為波長,$L_1$和$L_2$為兩束光路徑長度(參考)。
“超遠基線”的含義
與傳統幹涉儀相比,其基線(即兩個觀測點之間的距離)極長,甚至可達地球直徑級别。這種設計大幅提升了測量的角分辨率,使其能捕捉到更細微的宇宙信號或地球運動變化。
主要應用領域
特點與優勢
超遠基線設計使該技術無需物理連接設備,僅需各站點獨立記錄數據并後期同步處理,極大擴展了適用場景和測量範圍。
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