摘 要：隨著測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展，VLBI技術(shù)得到了較為廣泛的應(yīng)用，本文結(jié)合其原理，分析探討了該種測(cè)量方法的應(yīng)用，以及在我國(guó)的應(yīng)用進(jìn)行了闡述。
　　關(guān)鍵詞：測(cè)量；VLBI；原理；應(yīng)用
　　中圖分類號(hào)：TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791(2011)04(a)-0000-00
　　
　　VLBI即甚長(zhǎng)基線干涉的測(cè)量，就是把幾個(gè)小望遠(yuǎn)鏡聯(lián)合起來(lái)，達(dá)到一架大望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)效果。這是因?yàn)?，雖然射電望遠(yuǎn)鏡能“看到”光學(xué)望遠(yuǎn)鏡無(wú)法看到的電磁輻射，從而進(jìn)行遠(yuǎn)距離和異常天體的觀測(cè)，但如果要達(dá)到足夠清晰的分辨率，就得把望遠(yuǎn)鏡的天線做成幾百公里甚至地球那么大。
　　VLBI測(cè)量的主要采用原子鐘控制的高穩(wěn)定度的獨(dú)立本振系統(tǒng)和磁帶記錄裝置；由兩個(gè)或兩個(gè)以上的天線分別在同一時(shí)刻接收同一射電源的信號(hào)，各自記錄在磁帶上；然后把磁帶一起送到處理機(jī)中，進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，求出觀測(cè)值。這種干涉測(cè)量方法的優(yōu)點(diǎn)是基線長(zhǎng)度原則上不受限制，可長(zhǎng)達(dá)幾千公里，因而極大地提高了分辨率。其原理圖如下：
　　VLBI測(cè)量原理圖
　　甚長(zhǎng)基線干涉的測(cè)量值包括：干涉條紋的相關(guān)幅度；射電源同一時(shí)刻輻射的電磁波到達(dá)基線兩端的時(shí)間延遲差(簡(jiǎn)稱時(shí)延)，延遲差變化率(簡(jiǎn)稱時(shí)延率)。相關(guān)幅度提供有關(guān)射電源亮度分布的信息，時(shí)延和時(shí)延率提供有關(guān)基線(長(zhǎng)度和方向)和射電源位置(赤經(jīng)和赤緯)的信息。所得的射電源的亮度分布，分辨率達(dá)到萬(wàn)分之幾角秒，測(cè)量洲際間基線三維向量的精度達(dá)到幾厘米，測(cè)量射電源的位置的精度達(dá)到千分之幾角秒。在分辨率和測(cè)量精度上，與其他常規(guī)測(cè)量手段相比，成數(shù)量級(jí)的提高。目前，用于甚長(zhǎng)基線干涉儀的天線，是各地原有的大﹑中型天線，平均口徑在30米左右，使用的波長(zhǎng)大部分在厘米波段。最長(zhǎng)基線的長(zhǎng)度可以跨越大洲。
　　1 VLBI測(cè)量的基本原理
　　射電源輻射出的電磁波，通過(guò)地球大氣到達(dá)地面，由基線兩端的天線接收。由于地球自轉(zhuǎn)，電磁波的波前到達(dá)兩個(gè)天線的幾何程差(除以光速就是時(shí)間延遲差)是不斷改變的。兩路信號(hào)相關(guān)的結(jié)果就得到干涉條紋。天線輸出的信號(hào)，進(jìn)行低噪聲高頻放大后，經(jīng)變頻相繼轉(zhuǎn)換為中頻信號(hào)和視頻信號(hào)。在要求較高的工作中，使用頻率穩(wěn)定度達(dá)10 的氫原子鐘，控制本振系統(tǒng)，并提供精密的時(shí)間信號(hào)，由處理機(jī)對(duì)兩個(gè)“數(shù)據(jù)流”作相關(guān)處理，用尋找最大相關(guān)幅度的方法，求出兩路信號(hào)的相對(duì)時(shí)間延遲和干涉條紋率。如果進(jìn)行多源多次觀測(cè)，則從求出的延遲和延遲率可得到射電源位置和基線的距離，以及根據(jù)基線的變化推算出的極移和世界時(shí)等參數(shù)。參數(shù)的精度主要取決于延遲時(shí)間的測(cè)量精度。因?yàn)?，理想的干涉條紋僅與兩路信號(hào)幾何程差產(chǎn)生的延遲有關(guān)，而實(shí)際測(cè)得的延遲還包含有傳播介質(zhì)(大氣對(duì)流層﹑電離層等)﹑接收機(jī)﹑處理機(jī)以及鐘的同步誤差產(chǎn)生的隨機(jī)延遲，這就要作大氣延遲和儀器延遲等項(xiàng)改正，改正的精度則關(guān)系到延遲的測(cè)量精度。目前延遲測(cè)量精度約為0.1毫微秒。
　　兩臺(tái)使用獨(dú)立本振信號(hào)的射電望遠(yuǎn)鏡A和B同時(shí)對(duì)某一射電源進(jìn)行觀測(cè)，利用射電干涉測(cè)量原理測(cè)定信號(hào)到達(dá)A，B兩站的時(shí)間延遲t以及延遲率，從而精確的測(cè)定基線向量及從射電望遠(yuǎn)鏡至射電源的方向的一整套方法和技術(shù)稱為甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量。
　　某一時(shí)刻射電望遠(yuǎn)鏡A和B同時(shí)對(duì)某星體進(jìn)行測(cè)量。由于星體距離地球至少數(shù)萬(wàn)光年，故從同一射電源發(fā)出的到達(dá)A和B的信號(hào)可視為相互平行。信號(hào)的波前即為垂直于信號(hào)傳播方向的一個(gè)平面。也就是說(shuō)當(dāng)射電信號(hào)到達(dá)望遠(yuǎn)鏡B的同時(shí)在經(jīng)過(guò)時(shí)間t到達(dá)望遠(yuǎn)鏡A，將t稱為時(shí)間延遲