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2005 年の HAYABUSA 観測データについて

2005 年の HAYABUSA 観測データについて. 関戸　衛（ NICT). VLBI 技術による宇宙研究シンポジウム 第 5 回 IVS 技術開発センターシンポジウム. 時：　 2006 年 2 月 9 ー 10 日 於：　 JAXA ・宇宙科学研究本部. Mizusawa10m,20m. Kashima34m. Usuda 64m. Tsukuba32m. Uchinoura 34m. Aira 10m. Chichi 10m. Yamaguchi32m. Data Acquisition System ： K5/VSSP.

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2005 年の HAYABUSA 観測データについて

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Presentation Transcript

  1. 2005年のHAYABUSA観測データについて 関戸　衛（NICT) VLBI技術による宇宙研究シンポジウム 第5回IVS技術開発センターシンポジウム 時：　2006年2月9ー10日 於：　JAXA・宇宙科学研究本部

  2. Mizusawa10m,20m Kashima34m Usuda 64m Tsukuba32m Uchinoura 34m Aira10m Chichi 10m Yamaguchi32m

  3. Data Acquisition System：K5/VSSP K5VLBISystem • Sampling rate:40k-16MHz • Quantization bit: 1-8bit • 4ch/board • 10MHz,1PPS inputs • Max rate: 64Mbps/board

  4. 2005年の観測 スイッチングVLBI観測 DDOR 受信 レプリカ信号 受信

  5. レプリカデータの使用 f1 f0 Range signal 観測 データ レプリカ データ

  6. 利点 SNR改善＝＞遅延精度向上 問題点: 大きなレート残差 考えられる原因: 遅延モデルの精度 HYBSの局部発振器の安定度 レプリカデータを使う上での問題 f1 f0 Range signal f0 Replica data Correlation Processing

  7. 2005年の観測 スイッチングVLBI観測 DDOR 受信 レプリカ信号 受信

  8. 相対VLBIによる群遅延補正の考え方

  9. Group delay: Delta-VLBI May 30 2005 Spacecraft: HAYABUSA 0440+345: 14.6 deg. Away Switching cycle:12 min. June 28 - July 4 2005 Spacecraft: HAYABUSA 0440+345: 6 deg. Away Switching cycle:8 min.

  10. 4 July 2005 O-C 観測値ー理論値 Post-Fit Residual フィッティング残差 Kashima３４ｍ-Tsukuba32mQuasor Delay ~±６０ｐｓ

  11. Tsukuba３２ｍ－Mizusawa１０ｍDelay of HAYABUSA Range Effective Bandwidth ４５０ｋHz Telemetory Effective Bandwidth １００ｋHz Atm. and Clock correction Before and After

  12. Precision of Group Delay 5/30～7/4のHYBS観測 Delay precision Target

  13. 2005年の観測 スイッチングVLBI観測 DDOR 受信 レプリカ信号 受信

  14. Observable: Group Delay Effective Bandwidth 100kHz Effective Bandwidth 450kHz DDOR signal Telemetry Signal Range signal

  15. フィルタリングによるSNR改善

  16. 2005年の観測 スイッチングVLBI観測 イトカワと ランデブー飛行 DDOR 受信 レプリカ信号 受信

  17. 相対VLBIによる群遅延補正の考え方

  18. 11月の観測の概要

  19. クエーサの遅延量　補間曲線 つくば32m-父島１０ｍ 2ns ６０ｐｓ 11月4日のハヤブサ観測 • 観測局：臼田64m,内之浦３４m、鹿島34m、鹿島１１m、 • つくば32m、父島10m 推定値 赤経：1105 mas, 速度：0.14mas/day 赤緯：742 mas , 速度：0.012mas/day クロックレート：つくば　6.e-14 s/s ：父島 -7.e-13 s/s 1mas@50km=0.8ps 1mas=1400m @ ２AU

  20. 11月12日のハヤブサ観測 • 観測局：臼田64m,内之浦３４m、鹿島34m、鹿島１１m、 • 　　　つくば32m クエーサの遅延量　補間曲線 鹿島３４－つくば３２ 2ns 0.2ns 推定値 赤経：1318mas, 速度：0.14mas/day 赤緯：3430 mas , 速度：0.08mas/day 1mas=1400m @ ２AU 1mas@50km=0.8ps

  21. 11月19日のハヤブサ観測 • 観測局：臼田64m、鹿島34m、鹿島１１m、つくば32m、 • 水沢２０m クエーサの遅延量　補間曲線 つくば３２-水沢20m 3ns 2ns 推定値 赤経：1321mas, 速度：0.01mas/day 赤緯：1594 mas , 速度：0.01mas/day クロック:つくば：-4.3e-10s -3.4e-14 s/s : 水沢：1,1e-8s -3.4e-13 s/s 1mas@50km=0.8ps 1mas=1400m @ ２AU

  22. 11月25日のハヤブサ観測 • 観測局：臼田64m,鹿島34m、鹿島１１m、つくば32m クエーサの遅延量　補間曲線 鹿島３４－つくば３２ 1.2ns 0.6ns 推定値 赤経：161mas, 速度：0.39mas/day 赤緯：2382 mas , 速度：0.94mas/day 1mas@50km=0.8ps 1mas=1400m @ ２AU

  23. なぜ、O-Cがゼロから発散するのか？ • クエーサ遅延の補間？ • ΔsecZ　？ • 計算値（C)は確かか？ • 電離層遅延量X2は？ • 局内遅延？ • 位相接続は大丈夫？ 残差　数ナノ秒 1ns@50km= 1.2秒角

  24. クエーサの遅延量　補間曲線 つくば32m-父島１０ｍ 2ns 鹿島３４－つくば３２ ６０ｐｓ 1.2ns 0.6ns 大気の補正誤差？ • クエーサ遅延の補間曲線？ • 誤差＜0.1ns • ΔsecZ効果？ • 1514-241(6.8deg.) • 1504-166(7.1deg.) • 　相互離角7.8deg. • 誤差＜1ns • 影響はあるが全てを説明するには不十分

  25. モデル計算値(C)は正確か？ • ISAS-NICTのモデル計算比較 • 誤差＜10ps 使っているパラメータが不正確である可能性は残る

  26. 電離層の遅延　X2は？ 　　１TEC=>14ps@8.4GHz 　　　５０TEC=>0.7ns • 誤差＜1ns 影響はあるが全てを説明するには不十分

  27. 位相接続確か？ • 閉合位相で確認しているので多分大丈夫

  28. 局内遅延は？ • PCAL位相を見てみると

  29. なぜ、O-Cがゼロから発散するのか？ • クエーサ遅延の補間？ 誤差<0.1ns • ΔsecZ効果？ 誤差＜1ns • 計算値（C)は確かか？ 誤差＜10ps • 電離層遅延量X2は？ 誤差＜1ns • 局内遅延？ • 位相接続は大丈夫？ 残差　数ナノ秒 1ns@50km= 1.2秒角

  30. まとめ • 相対VLBIによる飛翔体のVLBI観測 • 群遅延量を利用する試み～絶対遅延量を得やすい • レプリカ信号を使った試み • 信号帯域幅の改善が重要 • 問題点：遅延精度の不足　＜＝　帯域幅＊SNR • 位相遅延を利用する試み～遅延計測精度は高い • 軌道のよくわかったイトカワ付近の場合(11月の観測） • 位相遅延を幾何学的遅延量として取り扱う上で、まだ未解決の誤差が乗っている。

  31. 位相遅延（相対VLBI) 処理手順 HYBSのデータ処理 位相接続 観測データ フリンジ位相 ラインスペクトル 相関処理 分解能1Hz 連続的 フリンジ位相 観測データ ＋ 位相遅延量 予測遅延量 ＋ 予測遅延量計算 ＋ クエーサのデータ処理 補正済み 位相遅延量 観測データ 相関処理　８ｃｈ バンド幅合成 － 群遅延量 観測データ ＋ 補正量 （大気、クロック） 予測遅延量 － 予測遅延量計算

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