本發明涉及射電天文，更具體地涉及一種天馬望遠鏡連續譜觀測系統及方法。
背景技術：
1、連續譜是指天體在寬頻率范圍內輻射的強度隨頻率連續變化，沒有明顯的吸收或發射線特征。連續譜觀測對射電望遠鏡十分重要，首先可用于測試望遠鏡性能；其次，多波段連續譜觀測可以確定源的譜指數，幫助研究銀河系磁場、超新星遺跡等課題；最后，連續譜流量的監測有助于研究射電源的時變特性和星際介質結構。
2、美國綠岸望遠鏡(green?bank?telescope,gbt)采用兩種連續譜觀測方法：on-off觀測和飛行掃描觀測(on-the-fly,otf)。gbt的連續譜觀測終端為加州理工連續譜終端(caltech?continuum?backend,ccb)，該終端專為gbt的雙波束ka波段接收器設計，覆蓋26ghz到40ghz的頻率范圍。此外，澳大利亞的帕克斯射電望遠鏡使用超寬帶低頻(ultra-wideband-low,uwl)接收機進行連續譜觀測，覆蓋704mhz到4032mhz的射電頻率范圍。澳大利亞望遠鏡致密陣列(australia?telescope?compact?array,atca)的連續譜終端為致密陣列帶寬后端(compact?array?broadband?backend,cabb)，其觀測帶寬為2048mhz。
3、天馬望遠鏡連續譜觀測時，采用單點觀測和成圖觀測兩種方法。它是目前亞洲最大的全方位可轉動的射電望遠鏡，主反射面直徑為65m，配備了l、s/x、c、ku、k、x/ka、q共7套接收機，能夠覆蓋從1mhz到50ghz的廣泛頻率范圍。
4、目前，天馬望遠鏡連續譜觀測系統采用dibas設備作為其連續譜觀測終端。然而，dibas存在諸多局限與缺點：設備內部存在射頻干擾或微波鏈路傳輸過程中信號衰減，導致測量精度不高；dibas是進口設備，維護和修復難度較大，缺乏自我診斷和快速維修能力，依賴原廠支持，增加了維修時間和成本，可能導致觀測工作中斷；dibas系統在功能擴展和性能優化方面受限于硬件結構，升級和優化成本高且復雜，響應速度較慢，難以適應新需求和技術發展。
技術實現思路
1、為解決上述現有技術中的問題，本發明提供一種天馬望遠鏡連續譜觀測系統及方法，采用通用軟件無線電外設(universal?software?radio?peripheral，usrp)硬件設備作為連續譜終端，以克服測量精度不高、維護困難以及升級和優化受限的問題。
2、本發明提供的一種天馬望遠鏡連續譜觀測系統，包括：
3、天馬望遠鏡，設置為：接收來自宇宙深處的射電信號；
4、接收機模塊，設置為：對所述天馬望遠鏡接收到的射電信號進行放大和處理，輸出中頻信號；
5、中頻傳輸模塊，設置為：接收所述接收機模塊輸出的中頻信號；
6、連續譜終端，安裝在所述天馬望遠鏡的饋源艙內，設置為：接收來自所述中頻傳輸模塊的中頻信號，并對所述中頻信號進行數字下變頻和ad采樣，得到基帶信號；
7、數據處理模塊，設置為：接收來自所述連續譜終端的基帶信號，并對所述基帶信號進行處理，得到射電源流量的測量結果，完成天馬望遠鏡連續譜觀測。
8、優選地，所述連續譜終端采用usrp?x410設備。
9、進一步地，所述數據處理模塊包括：
10、數據采集模塊，設置為：配置所述連續譜終端的采樣頻率、中心頻率和所需的總樣本數，配置完成后，從所述連續譜終端接收樣本數據，同時檢測所述樣本數據中是否存在錯誤信息，若檢測到錯誤信息，則重新接收樣本數據；若未檢測到錯誤信息，則在達到總樣本數后，停止接收樣本數據；
11、數據預處理模塊設置為：對所述樣本數據進行定標處理，同時讀取天線位置數據，并根據定標處理后的數據對所述天線位置數據進行線性插值，得到預處理數據；
12、數據后處理模塊，設置為：對所述預處理數據進行計算，獲取目標源流量。
13、進一步地，所述數據采集模塊還可設置為：配置時鐘源，以使所述連續譜終端的采樣操作和所述數據采集模塊接收樣本數據的操作同步。
14、進一步地，所述數據預處理模塊還可設置為：判斷是否需要進行指向修正，若需要，則對所述預處理數據進行高斯擬合，得到赤經和/或赤緯方向的指向誤差，將赤經和/或赤緯方向的指向誤差轉換為方位和/或俯仰方向的指向誤差后，實現指向修正。
15、進一步地，所述數據后處理模塊包括：
16、基線校正模塊，設置為：去除所述預處理數據中的背景噪聲，并對所述樣本數據與預設目標之間的角度偏差進行校正；
17、參數計算模塊，設置為：提取目標源信號的幅度，計算半功率波束寬度和所述預處理數據的均方根；
18、增益曲線繪制模塊，設置為：根據所述預處理數據，分析天線增益與仰角/方位角之間的關系，生成增益曲線圖；
19、目標源流量計算模塊，設置為：根據參所述數計算模塊得到的計算結果，獲取目標源信號幅度相關的相對誤差，并將目標源的觀測溫度轉換為流量，得到目標源流量。
20、進一步地，所述目標源流量計算模塊設置為：根據所述目標源信號的幅度，獲取目標源信號的最大幅度和標準差，并通過擬合計算出修正因子，將所述目標源信號的最大幅度與修正因子結合后，得到所述目標源的觀測溫度。
21、本發明還提供一種天馬望遠鏡連續譜觀測方法，包括：
22、步驟s1，提供上述的天馬望遠鏡連續譜觀測系統，數據處理模塊配置連續譜終端的采樣頻率、中心頻率和所需的總樣本數，并配置時鐘源，以使連續譜終端的采樣操作和數據處理模塊接收樣本數據的操作同步；
23、步驟s2，接收樣本數據，并檢測所述樣本數據中是否存在錯誤信息，若檢測到錯誤信息，則重新接收樣本數據；若未檢測到錯誤信息，則在達到總樣本數后，停止接收樣本數據；
24、步驟s3，對所述樣本數據進行定標處理，并讀取天線位置數據，根據定標處理后的數據對天線位置數據進行線性插值，得到預處理數據；
25、步驟s4，對所述預處理數據進行計算，獲取目標源流量。
26、進一步地，所述步驟s4還包括：判斷是否需要進行指向修正，若需要，則對預處理數據進行高斯擬合，得到赤經和/或赤緯方向的指向誤差，將赤經和/或赤緯方向的指向誤差轉換為方位和/或俯仰方向的指向誤差后，實現指向修正。
27、進一步地，所述步驟s4包括：
28、步驟s41，去除預處理數據中的背景噪聲，并對觀測數據與預設目標之間的角度偏差進行校正；
29、步驟s42，提取目標源信號的幅度，計算半功率波束寬度和所述預處理數據的均方根；
30、步驟s43，根據所述預處理數據，分析天線增益與仰角/方位角之間的關系，生成增益曲線圖；
31、步驟s44，根據步驟s42得到的計算結果，獲取目標源信號幅度相關的相對誤差，并將目標源的觀測溫度轉換為流量，得到目標源流量。
32、本發明具有以下有益效果：
33、(1)測量精度顯著提高：本發明通過采用usrp?x410硬件設備，并將其前置安裝在饋源艙中，有效避免了信號經過光纖傳輸、下變頻系統和長距離鏈路。這大大減少了射頻干擾和信號傳輸中的損耗，使得射電源的流量測量精度得以提高一倍，能夠更準確地捕獲天體的連續譜數據。
34、(2)維護和故障排除更加便捷：相比于dibas系統，本發明使用的usrp?x410設備具有更高的可維護性。它支持軟件定義的系統配置，允許快速自我診斷和故障檢測，從而大幅簡化了維護和修復過程。這種改進降低了對外部支持的依賴，減少了設備維護的成本和時間。
35、(3)系統靈活性和擴展性增強：本發明利用usrp?x410的可編程特性，實現了系統的模塊化設計。這種靈活性使得系統可以輕松進行升級和優化，能夠快速集成新功能或適應新的觀測需求。這種特性不僅支持當前的科學任務，還為未來的技術發展提供了擴展空間。
36、(4)可靠性和穩定性提高：通過減少射頻干擾和鏈路損耗，本發明顯著提高了系統的可靠性，確保了高質量的觀測數據。
37、(5)響應速度更快：本發明的系統架構使得新觀測需求的響應速度更快。利用軟件定義無線電技術，系統可以在短時間內進行重新配置和調整，快速適應新的科學目標和操作環境，提高了天馬望遠鏡的工作效率。