甚長基線幹涉儀的意思、甚長基線幹涉儀的詳細解釋

甚長基線幹涉儀的解釋

分辨率比射電望遠鏡更高的接收和研究天體射電波的設備。采用兩個或多個長度達幾千至幾萬千米的接收天線，分别在同一時刻接收同一天體發出的射電波，并各自記在磁帶上，然後把磁帶直接送入信息處理系統處理。其分辨率高達萬分之幾角秒。常用于測定天體(射電源)的精确位置和亮度分布等。

甚長基線幹涉儀（Very Long Baseline Interferometry，VLBI）是天文學領域用于高精度觀測射電源的專業設備，其核心原理是通過分布在地球不同位置的多個射電望遠鏡組成觀測網絡，利用電磁波幹涉技術實現超高分辨率成像。該技術名稱可拆解為三部分：

“甚長”：指組成幹涉儀的各望遠鏡之間的基線（距離）可達數千公裡，例如上海天文台與新疆天文台的觀測站基線長度達3251公裡。
“基線”：表征兩台望遠鏡之間的空間距離，該參數直接影響觀測分辨率，《天文學大辭典》将其定義為“幹涉測量中決定角分辨率的關鍵幾何量”。
“幹涉儀”：源自物理學中的幹涉現象，通過測量電磁波到達不同望遠鏡的時延差，合成等效口徑相當于基線長度的虛拟望遠鏡，中國科學院國家天文台将其原理描述為“基于信號相幹性處理的空間測量技術”。

該技術主要應用于類星體定位、地殼運動監測和深空探測器測控，例如嫦娥探月工程中VLBI系統曾實現38萬公裡距離的軌道定位，精度達百米級。其數據處理需依賴氫原子鐘保持時間同步，并運用相關器進行信號相位校準，相關數學模型可表示為：

Delta tau = frac{mathbf{B} cdot mathbf{s}}{c}

其中$Delta tau$為時延，$mathbf{B}$為基線矢量，$mathbf{s}$為射電源方向單位矢量，$c$為光速。

（參考資料：1. 上海天文台VLBI實驗室；2. 科學出版社《天文學大辭典》；3. 中國科學院國家天文台官網）

甚長基線幹涉儀（Very Long Baseline Interferometry，VLBI）是一種高精度的射電天文觀測技術，主要用于測量天體的位置、距離以及研究射電源的亮度分布。其核心原理是通過多個相距甚遠的射電望遠鏡組成基線網絡，利用電磁波幹涉現象提升分辨率。

高分辨率與精度
甚長基線幹涉儀的分辨率可達萬分之幾角秒，遠超傳統射電望遠鏡。它能以厘米級精度測量洲際基線長度，并以千分之幾角秒的精度定位射電源。
組成與工作流程
- 多望遠鏡協同：通常由分布在全球的大中型射電望遠鏡組成，基線長度可達數千至數萬公裡（如跨洲基線）。
- 信號記錄與處理：各望遠鏡獨立接收同一射電源的電磁波信號，記錄在磁帶或硬盤中，隨後通過計算機進行時延差、相位差等數據處理，生成幹涉條紋。
測量參數與應用
- 基礎數據：包括幹涉條紋的相關幅度（反映射電源亮度分布）、時延差（與基線長度和天體位置相關）及延遲差變化率。
- 科學應用：精确測定天體赤經/赤緯、研究星系結構、監測地球闆塊運動等。

VLBI無需物理連接望遠鏡，僅需精确時間同步（如原子鐘）和後期數據處理，因此能靈活利用現有設備構建超大基線網絡，突破單個望遠鏡的物理極限。