Evaluate the ICRF3 Axes' Stability via Extragalactic Source Position Time Series

Sun, 01 Jan 2023 00:00:00 +0000

评估ICRF3坐标轴的稳定性

河外射电源的内禀结构演化会引起视位置变化，进而影响由这些源定义的天球参考架的轴指向。因此，需要持续监测单个源的天体测量行为及天球参考架整体的坐标轴稳定性。

本研究使用1979年11月至2021年12月期间的7146个VLBI观测时段，对此前的ICRF3稳定性研究进行更新。通过Calc/Solve软件处理观测数据，获得6032个河外源的位置时间序列，其中包含全部303个ICRF3定义源。

我们从两个方面评估ICRF3坐标轴的稳定性：

此外，我们分别将射电源划分为4、8、12、16和20个子集，通过各子集对应的独立整体解算获取位置时间序列，检验分组方案对稳定性评估的影响。

不同解算一致表明，在完整观测时间跨度内，ICRF3坐标轴的稳定性约为10–20微角秒。近期观测区间的年度轴指向偏差加权均方根低于10微角秒，未显示正式采用ICRF3后出现轴指向稳定性下降的迹象。不同分组解算之间的一致性也表明，常用的四步解算方法能够有效地支持本研究中的参考架稳定性评估。

用于复现分析的源位置时间序列和Jupyter笔记本已在公开代码仓库提供。

Tue, 01 Sep 2020 00:00:00 +0000

VLBI和Gaia分别在射电与光学波段实现天球参考架。两者不同的观测几何，为探索利用光学参考架约束射电参考架的大尺度系统误差提供了可能。

本研究尝试将Gaia-CRF2作为VLBI数据处理中的天球参考基准，考察先验源位置及约束方式对天球参考架、地球定向参数和地球参考架解算结果的影响。

研究采用1979—2019年的S/X波段VLBI观测，并选取ICRF3定义源与Gaia DR2中ICRF3原型子集共有的250个源。

通过组合两种先验星表和两种定义源位置处理方式，构建四组VLBI全局解：

对于定义源位置参与估计的方案，采用无净旋转约束维持相对于先验参考架的轴向。

定义源位置参与估计时，更换先验星表主要改变参考架轴向。 A、B两组解之间的差异主要表现为整体旋转，未发现显著的区域误差项，两者的时延拟合后均方根均为26.37 ps。
地球定向参数反映了参考架旋转的影响。 A、B两组解之间的UT1偏差约为$2,\mu\mathrm{s}$，天极坐标$\mathrm{d}X$和$\mathrm{d}Y$的偏差分别约为$80,\mu\mathrm{as}$和$60,\mu\mathrm{as}$。
固定定义源位置还会影响参考架的偶极形变。 与固定为ICRF3位置相比，固定为Gaia DR2位置可减小相对于Gaia的Y、Z方向形变分量，但X方向分量增大。
固定为Gaia DR2位置会降低对VLBI观测的拟合质量。 时延拟合后均方根增至28.03 ps，而固定为ICRF3位置时为26.44 ps。
地球参考架受到的影响较小。 A、B两组解的测站位置差异小于0.1 mm；C、D两组解的位置差异约为0.5 mm，速度差异约为$0.1,\mathrm{mm,yr^{-1}}$。

这一实验表明，当源位置仍参与估计时，仅更换先验星表并不能消除区域系统误差。采用更强的Gaia位置约束，可以改善射电参考架的大尺度形变，但也可能降低对VLBI观测的拟合质量。

这些初步结果尚不能证明Gaia-CRF2是更优的参考基准，不过其潜在优势取决于光学位置的精度、系统误差以及射电与光学位置偏差。论文因此提出，需要利用后续Gaia数据发布重新检验这一方案。

本文收录于Journées 2019会议文集 Astrometry, Earth Rotation, and Reference Systems in the GAIA era，由Christian Bizouard主编，2020年出版，页码为9–14。页面上方的PDF链接指向整本文集。