VGOS天線地平遮擋角計算及其對UT1測量的影響

吳 徳，舒逢春，李金嶺，鐘勝堅，甘江英

1. 中國科學院上海天文臺，上海 200030； 2. 中國科學院大學，北京 100049； 3. 上海市導航定位重點實驗室，上海 200030

甚長基線干涉測量(very long baseline interferometry,VLBI)技術在天體物理、天體測量、測地學[1]及深空探測[2]等領域具有廣泛的應用[3-4]。VLBI技術可用于測定臺站坐標、射電源坐標和地球定向參數(earth orientation parameters,EOP)等，并且是至今唯一可以測定世界時(UT1)的空間大地測量技術[5-6]。

天線遮擋是指當天線接收來自遙遠目標的信號時，周圍的物體遮擋在信號傳播的路徑上，遮擋角是指天線不被遮擋的最低仰角。如果天線接收信號被遮擋，則無法形成有效觀測量，進而影響測量參數的解算精度[7]。

國外的一些VLBI站址中，距離較近的天線之間存在著相互遮擋。例如，美國夏威夷的Kokee站，原有的20 m天線[8]和新建的12 m天線相距僅為30 m，其最大遮擋角分別達到了25°和45°。Kokee站與德國維澤爾站(Wettzell)組成的東西方向基線執行每周5 d、每天1 h的UT1觀測，以提供高精度的UT1快速服務[9-10]。Kokee站20 m天線對12 m天線的遮擋會對UT1測量產生影響，考慮到20 m天線將會拆除，12 m天線的地平遮擋以后將不存在。位于新西蘭Warkworth站的12 m天線與30 m天線相距僅為200 m，2013年4月，該站利用全站儀測量了兩個天線的地平遮擋角，在地面上測量得到的12 m天線與30 m天線的最大遮擋角分別為10°和8°[11-12]。

根據國際上提出的新一代大地測量和天體測量VLBI觀測的射電望遠鏡技術規范[13]，近年來我國建設了多個VLBI全球觀測系統(VLBI global observing system,VGOS)站[14]，包括北京和烏魯木齊的VGOS測站[15]、上海天文臺的天馬VGOS站(TIANMA13)和佘山VGOS站(SESHAN13)[16]。上海VLBI相關處理機已用于VGOS觀測試驗的測試驗證[17-18]。……