数字基带转换器性能提升及宽带观测模式实现的方法研究

CDAS is the VLBI digital backend that developed by Shanghai Astronomical Observatory. It is used to replace the traditional analog VLBI backend. The current phase of each channel CDAS system between discontinuous, inconsistent delay, caused great difficulties for bandwidth comprehensive impact observation accuracy. Meanwhile CDAS with existing VLBI analog terminal is not fully compatible in terms of the control interface, resulting in only participate in international joint observation fixed pattern, compared with other digital devices internationally, CDAS also lack of network data transmission function. This research project of the algorithm aims to improve the interface and the top of the terminal, the improvement, the CDAS improve performance and achieve consistency between the continuous phase channel system, delay, while increasing network data as Gigabit Network transmission channel, and the ability to adapt to various modes of international joint observation.

CDAS是中国科学院上海天文台自主研发的VLBI数字终端，用于替代传统的模拟终端。目前的CDAS系统在一次观测期间均采用同一带宽各通道之间的相位不连续、时延不一致，对带宽综合带来很大困难，影响观测精度。同时CDAS与现有的VLBI模拟终端在控制接口方面不完全兼容，导致只能参与固定模式的国际联测，与国际上其他数字终端相比，CDAS还缺少网络数据传输功能。本项目旨在通过对算法的研究、改进以及终端接口的研究、改进，实现CDAS性能的提升，实现系统各通道之间相位的连续、时延的一致，同时，增加万兆网做为网络数据传输的通道，并能够适应各种模式的国际联测，使佘山、天马、南山、昆明四个站的CDAS能够方便地参与国际联测，发挥作用。

CDAS是中国科学院上海天文台自主研发的第一代VLBI数字终端，用于替代传统的模拟终端，参与了嫦娥2号、3号、5号试验星等任务、CVN陆态网观测以及IVS观测，取得了阶段性的成果。随着全球VLBI2010建设目标的推进，VLBI观测系统的升级，对观测带宽的需求提升，数据传输、记录速率的要求也提高。本课题主要研究的主内容包括算法的改进、数据格式的改进和数据传输接口的改进。实现了32MHz基带输出，满足VGOS宽带观测的需求，提高了通道之间的时延一致性，并在FPGA内设计了Mark5B和VDIF两种格式编制器，使得数据记录不再需要依赖专用的Mark5B记录设备，而是可以通过万兆以太网输出，由通用服务器记录，同时也兼容Mark6记录设备，提高了系统的可靠性。该项目的成果，已在嫦娥4号中继星、嫦娥4号着巡体测定轨任务台站CDAS2-D终端中得以应用，并且在上海VGOS站配备的宽带VLBI终端CDAS2A上也得以应用。