分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2022-12-05 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 扩束光学系统对温度有较高的敏感度，为了减小温度对光学系统的影响，设计了一种自动温度补偿机构。该机构通过材料之间热膨胀系数的不同进行相互补偿，从而保证镜间距的稳定性，并且通过ANSYS软件分析扩束系统温度从20℃升高到30℃，40℃和50℃时，主次镜镜间距的变化量，最后通过ZMAX软件对变化后的系统进行光学仿真分析。分析结果表明，不采用自动温度补偿机构设计，扩束光学系统主次镜镜间距分别变化0.02722mm，0.05443mm和0.08164mm，系统波前误差均方根（Root Mean Square，RMS）从0.0013变为1.3898、2.7782、4.1656（=632.8nm），无法满足光学成像质量要求；而采用自动温度补偿结构设计后，扩束光学系统主次镜镜间距分别变化0.00005mm，0.00009mm和0.00014mm，系统波前误差均方根从0.0013分别变为0.0026，0.0046和0.0072，仍然可以满足光学成像质量要求。因此该自动温度补偿机构可以有效地抑制大温差对扩束光学系统成像质量的影响。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2022-11-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 守时型原子钟主要包括氢原子钟和铯原子钟，为进一步探究不同类型守时原子钟计算时间尺度相关性能，本文开展全氢钟及氢铯联合时间尺度研究，文章首先依据国际权度局BIPM发布的d公报将氢原子钟进行分类，针对分类结果分别运用原子时尺度理论方法计算全氢钟时间尺度，并给出分析结果。随后计算全铯钟时间尺度，并分析探究两种不同的氢铯联合钟组时间尺度。结果表明，基于频率漂移量较小的氢钟组形成的时间尺度波动范围小，且稳定度优于频率漂移量较大的氢钟组形成的时间尺度。氢铯联合形成的时间尺度稳定度优于全铯钟时间尺度，不同的氢铯联合钟组计算得到的时间尺度结果相近。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2022-11-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 针对多通道数字相机因信号串扰导致的输出图像重叠问题，基于自行研制的四通道CCD数字相机系统数据，对串扰系数进行了追踪测试，发现串扰系数与输入信号强度和系统读出速度有特定的规律。对于这类系统噪声类串扰，提出了一种基于定标和图像处理的串扰图像修正方法。该方法通过定标建立串扰比例系数与像素DN（Digital Number, DN）数的关系，再由串扰通道反推被串扰通道的干扰量，通过还原算法进行系统差修正，最终消除串扰。测试结果表明，经过该方法修正后的图像，串扰程度可降至基底白噪声量级，图像质量得到大幅改善。该方法对成像系统中因硬件工艺缺陷造成的固定图案噪声的消除有显著效果，对系统噪声类干扰也有抑制作用，在实际应用中可作为一般成像系统优化图像质量的补充。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2022-11-17 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 运用REDFIT方法对4个费米耀变体的MOJAVE（Monitoring Of Jets in Active Galactic Nuclei with VLBA Experiments）15.3 GHz观测数据进行了周期分析，发现0851+202存在1.77年的周期成分，1308+326存在8.69年的周期成分，1641+399存在2.04年的周期成分，2251+158存在7.65年的周期成分，且这些周期成分的置信度均大于99%。运用超大质量双黑洞模型和螺旋喷流模型对这些周期成分进行了解释，并估算了这4 个耀变体的中心黑洞质量为109M⊙~1010M⊙ 。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2022-11-17 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 为提高对流层天顶延迟（Zenith Tropospheric Delay，ZTD）估计精度，基于传统对流层天顶延迟建模思路，提出Saastamoinen，Askne和GPT3多模型融合的对流层天顶延迟估计方法。分别采用Saastamoinen和Askne模型估计干延迟和湿延迟，并引入GPT3模型提供温度、气压、水汽压、大气加权平均温度和水汽垂直递减率气象参数。利用全球大地测量观测系统（Global Geodetic Observing System，GGOS）Atmosphere和国际GNSS服务机构（International GNSS Service，IGS）提供的亚洲区域66个IGS站的2016-2018年对流层天顶延迟数据对本文方法进行评估，结果表明，以GGOS Atmospheres数据为参考时，Sas+Ask+GPT3模型精度（RMS：4.53cm）较同等条件下的Sas+Ask+UNB3m和Sas+GPT3模型分别提高约29%和19%，以IGS 对流层天顶延迟数据为参考时，Sas+Ask+GPT3模型精度（RMS：4.35cm）较另两种模型分别提高约25%和14%；Sas+Ask+GPT3模型误差具有冬季小而夏季大的季节性特征，且夏季误差明显低于另两种模型；在空间分布上，模型误差随高程或纬度的增加而降低。研究表明，本文方法可用于亚洲区域对流层天顶延迟的高精度实时修正。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2022-11-17 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 遮挡效应是多天线复杂系统设计一个重要考虑因素。国家重大科技基础设施项目子午工程二期建设完成后，明安图台站各类天线总数将达到373套。受限于测试场地、模型复杂度和计算量，特别是对电大尺寸障碍物的遮挡效应通常很难实测和预测。明安图台站太阳射电望远镜MST在2017-2020年S/C/X频段的观测数据，显示了以20m天线和远方丘陵为障碍物的遮挡效应，并可分为天线、大气和丘陵三个不同特性区域。基于ITU-R P.526-15建议书单刃峰绕射损耗预测方法，进行20m天线反射面仿真建模和近似计算。观测和仿真的结果显示绕射损耗随频率变化趋势基本一致，遮挡效应与波长、障碍物特性及其相对源和接收天线的距离和角度、接收设备的天线波束和动态范围等有关。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2022-11-17 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 半接双星对于研究相互作用双星的形成和演化有着重要意义。随着大规模时域巡天时代的到来，预计将发现大量此类天体。针对海量的时域观测数据，需要一种快捷的建模工具对半接双星开展自动化光变曲线分析。基于神经网络构建了半接双星快速测光解轨模型。该模型根据光变曲线和已知的主星温度对半接双星的轨道进行建模，获得其轨道倾角、相对半径、质量比和温度比等4个基本参数。结果表明，半接双星神经网络解轨模型能够快速地对一条光变曲线建模。在测光误差小于光变曲线振幅1%时，模型对于轨道倾角接近90、温度比约为0.6、光变振幅为1.84mag的半接双星的轨道倾角、相对半径、质量比和温度比的测量误差分别为1.251、0.004、0.008和0.003。另外，模型应用在Kepler实测光变曲线的结果表明，模型能够较为准确地对脉动食双星的光变曲线进行建模（拟合度可达0.9以上）。此外，该模型作为一个通用工具可以迁移到不同测光巡天项目上。
分类： 物理学 >> 地球物理学、天文学和天体物理学 分类： 物理学 >> 电磁学、光学、声学、传热、经典力学和流体动力学 分类： 天文学 >> 星系和宇宙学 提交时间： 2022-11-03
摘要： 本文以物理学中标准钟和标准尺的定义实质和爱因斯坦的相对论物理为基础，从自然哲学层次出发讨论了物理的时空观。提出在已有的时空标度的概念基础上，应该进一步明确区分时空标度和时空背景。根据爱因斯坦相对论的实际逻辑可以作如下理解，满足相对论性变化的是时空标度，而时空标度是人为地根据物质实体中发生或存在的固有物理事件定义的，时空背景作为反映时空标度的长短或大小变化的必备基础和参考背景，应该是绝对的。空间标度的长短尺度在本质上应该理解为固有物理事件在空间的绝对背景上截取的线段的长度。最后以此时空观为基础，探讨了经典力学框架下的质点动力学方程，自然地得出了新形式的质点动力学方程。新动力学方程可以直接应用到任何实际的，（相对宇宙绝对背景）无转动的参考系中。而惯性力的本质正是作用到参考物体上的真实受力。这一经典质点动力学改造的本质是修正了牛顿第二定律传统体系中存在的一个理论缺陷。然而，可能更为重要的是，在形式上具备明显优越性的新质点动力学方程反过来强烈地暗示了时空背景的绝对性。文章最后结合广义相对论的引力几何化思想，探讨了引力对时空标度的物理效应。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2022-11-01 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 时间频率数据资源是国家重要的信息资源，时间频率数据平台设计依托国家授时中心运行产生的时频数据、国际权度局（Bureau International des Poids et Mesures ，BIPM）、国际地球自转服务机构（International Earth Rotation and Reference Systems Service ，IERS）公布的时间频率相关数据等实现。该数据平台可为守时技术研究提供丰富的数据资源支撑，首先介绍时间频率数据平台的建设情况，随后利用数据平台汇交的本地守时系统比对、远距离链路比对数据开展守时技术研究，包括原子钟状态评估，主要分析原子钟异常跳变情况，研究跳变数据处理方法，针对不同类型守时钟，分析对比波动情况、稳定度等原子钟性能指标，此外基于ARIMA模型开展钟差预报研究。以上研究结果可为守时系统连续可靠运行提供重要参考。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2022-10-21 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 在天文图像处理领域，图像减法技术得到了广泛的应用。由于不同的大气条件、不同的曝光时间和不同的滤光片等原因，两幅图像无法直接进行图像相减。本文提出一种新的图像减法算法，其本质是从统计学意义上利用相关性消除两幅图像之间具有相似流量分布的部分，并保留具有不相似流量分布的部分。该算法执行速度非常快，是数值稳定和局部独立的。基于本文的算法，使用Python语言作为接口，C语言作为底层实现开发了一套图像减法代码。使用该算法以及其他三种类似的算法来处理天文图像。试验表明，该算法能够在很短的时间内找出两幅图像之间的差异，并快速定位运动目标，同时具有良好的鲁棒性和位置测量稳定性。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2022-10-17 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 为降低氢脉泽由C场不均匀导致的跃迁频率相对变化率，提出了三段螺线管和四组线圈两种C场组件设计。利用轴线上磁场的高阶展式计算了L=0.05-0.5的三段螺线管构造匀强磁场时的安匝比以及螺线管间距，并选择L=0.2-0.45的三段螺线管进行了磁场的有限元分析，给出了不同宽度的三段螺线管磁场非均匀度分布。其中L=0.45的三段螺线管在储存泡区域的最大非均匀度为0.105%，相应的跃迁频率相对变化率为1.0210-13 。采用相同的方法计算了四组线圈以及五组线圈构造匀强磁场时线圈间的安匝比和间距，并对线圈内的磁场进行了有限元仿真，给出了非均匀度分布，四组线圈式C场筒内磁场在储存泡区域的非均匀度最大值为0.066%，相应的跃迁频率相对变化率为6.4210-14
分类： 物理学 >> 地球物理学、天文学和天体物理学 分类： 物理学 >> 基本粒子与场物理学 提交时间： 2022-10-16
摘要：
It is reported that the Large High Altitude Air Shower Observatory (LHAASO) observed thousands 9 of very-high-energy photons up to ∼18 TeV from GRB 221009A. We study the survival rate of these 10 photons by considering the fact that they are absorbed by the extragalactic background light. By performing a set of 10 11 6 Monte-Carlo simulations, we explore the parameter space allowed by current 12 observations and find that the probability of predicting that LHAASO observes at least one photons 13 of 18 TeV from GRB 221009A within 2000 seconds is 4–5%. Hence, it is still possible for the standard 14 physics to interpret LHAASO’s observation in the energy range of several TeV. Our method can be 15 straightforwardly generalized to study more data sets of LHAASO and other experiments in the future.
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2022-09-19 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 对各类变星的观测研究是时域天文学中的重要内容，中国科学院国家天文台兴隆观测站作为亚洲大陆规模最大的光学天文观测基地，拥有一批米级口径望远镜，每年面向全球天文工作者开放申请，承担了大量变星的测光观测，但至今没有完全针对兴隆观测站中小口径望远镜的测光数据自动化处理软件。本文介绍了一种针对兴隆观测站望远镜观测数据的光变曲线自动抽取程序，现了从原始观测数据到获得光变曲线的全过程。该程序具备模块化和可自定义等特性，通过简单配置也可适用于其它光学天文望远镜数据。本文还介绍了该程序的结构、特点、使用方法，并以食变星UY UMa的实测数据处理为例展示了处理结果，最后讨论了程序的局限性和对其未来发展的展望。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2022-09-19 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： L波段太阳射电爆发是导航系统不稳定性的潜在影响因素，通过L波段内精密太阳射电流量的监测可以实时发现太阳射电爆发干扰导航事件，为此云南天文台本部拟建立一个L波段多频点太阳射电监测系统。而对无线电环境的有效评估对于该监测系统观测数据的稳定获取至关重要。本文介绍了该监测平台的无线电监测准备研究，通过对云南天文台本部凤凰山地区的L波段无线电环境进行了100小时的测试。本文提出一种基于Simple Thresholding算法与CUSUM算法的改进阈值的算法，遴选出介于北斗 B1、B2、B3频点，GPS L1、L2频点之间 7个5MHz无线电干扰较少的无线电通带，分别为1551MHz~1555 MHz、1596MHz~1600MHz、1161MHz~1165MHz、1221MHz~1225MHz、1246MHz~1250MHz、1291MHz~1295MHz、 1231MHz~1235MHz，其洁净率分别为98.329%、98.301%、98.315%、98.335%、98.224%、97.650%、98.260%，均符合太阳观测需求。为下一步接收机的设计和信号处理提供了依据。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2022-09-19 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 根据持续时间（T90）是否大于2s，把3589个伽玛射线暴组成的总样本分为长暴子样本和短暴子样本，然后分别研究这三个样本的能谱硬度与持续时间的相关性。结果发现，总样本的能谱硬度与持续时间存在相关性，而长暴和短暴两个子样本的能谱硬度与持续时间并不存在相关性。这个结果证明了伽玛射线暴的能谱硬度与持续时间不存在显著的相关性，由此推测总样本的能谱硬度与持续时间的相关性是由于长暴与短暴这两个样本的性质不同所导致的；而且揭示了把伽玛射线暴分为长暴和短暴这两种类型的合理性，也暗示着长暴和短暴性质的差异，支持了长暴和短暴具有不同起源的观点。本研究所用伽玛射线暴样本较之已有研究的样本量扩充了3倍多，因此得到的统计结果更为可靠。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2022-08-31 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 在射电干涉阵的大视场成像中，W-Projection和W-Stacking是两类主要的成像方法。本文对这两种成像方法进行了并行实测研究。首先分析了两种成像方法的基本原理框架，在此基础上对两种成像方法并行实现时的关键因素进行了讨论和分析。 利用已经校准的射电干涉阵观测数据对两种成像方法基于RASCIL分别进行并行策略研究和并行计算实验。通过对并行计算时间、并行效率和并行资源配置模式的分析，得到了两种成像方法基于RASCIL的并行计算性能，结果表明两种成像方法都适合采用Strong Scaling的并行资源配置模式进行并行计算，基于RASCIL的W-Stacking并行计算还有比较大的性能提升空间。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2022-08-30 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 我们搜集了Mrk 421的光变宽带能谱（Spectral Energy Distributions，SEDs）数据，共有73个态作为研究样本，使用电子能谱为稳态拐折幂律谱下的单区轻子模型进行拟合，进而研究Mrk 421在光变时喷流的物理性质。我们的主要结果如下：（1）样本中磁场B和多普勒因子之间存在显著反相关，说明B和在汤姆逊区相互依赖。（2）电子谱指数p1支持 Mrk 421光变时的激波解释或磁重联等解释。（3）同步峰值频率logsynpk和峰值光度logsynpkLsynpk之间存在正相关关系，意味着Mrk 421在光变时存在反耀变体序列。（4）根据均分参数=UeUB（相对论电子能量密度与磁场能量密度的比值）有26%的态的电子能量和磁场能量接近均分，63%的态的电子能量比磁场能量大一个数量级，11%的态的电子能量远大于磁场能量，这说明Mrk 421在光变过程中更可能出现电子能量比磁场能量大一个数量级的情况，同时也意味着Mrk 421中的喷流是以粒子为主导；从Pe>PB的关系，进一步表明了Mrk 421的喷流是以粒子为主导，PB≲Pr，意味着坡印廷通量不能解释辐射功率，Pr/Pe的范围为0.01~0.51，说明相对论电子能量中的一小部分可能用于观测到的辐射。（5）3C 279和Mrk 421的一些物理参数范围可能比较接近，但这两个源喷流内的物理过程可能是不一样的。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2022-08-30 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 2021年6月，使用南京大学本科实验教学的65cm反射式望远镜系统，对其后端的探测器--电荷耦合器件（Charge-Coupled Device，简称CCD）系统的性能采用圆顶平场法进行了实际测定，得到了CCD相机的快门函数；同时用平场序列曝光，检测了CCD相机的线性，结果为：CCD相机的读出值从0到61900模数转换单位（Analog-Digital Unit，简称adu），非线性小于1%，同时CCD相机的増益为 1.02e-/adu，读出噪音为13 e-。但对于恒星这样的点光源的观测，当像元的数值高于38000 adu时，会产生溢出。因此，在使用本CCD相机做点光源（例如恒星）观测研究时，需要选择恰当的曝光时间，避免星像发生溢出。实际天文观测中，利用此研究得到的快门函数，可对观测图像进行校准，有效提高测光精度。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2022-07-29 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 针对天线座架由于太阳辐照引起的非均匀温度热致变形问题，建立了天线座架环境参数模型、太阳辐照参数模型以及座架结构几何模型，可实现多种工况下的天线座架结构热力学仿真，基于综合模型对天线座架温度特性进行了分析；在天线座架结构上布设了24枚光纤光栅温度传感器，实测温度数据与仿真温度场的相对精度高于85%，验证了仿真方法的正确性。结合推导建立的天线结构位移场到天线方位轴偏差的几何关系和实测温度特征数据，可实现由实测温度到座架结构变形的快速计算，并对天线座架轴系偏差产生的原因进行了分析，可为天线座架热致轴系偏差补偿提供基准。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2022-06-28 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 为提高地平式太阳望远镜库德焦面的指向跟踪精度，文章首先仿真了库德光路中主光轴、方位轴、高度轴、消旋轴不同心时在库德焦面上引入的跟踪误差，分析了库德焦面指向跟踪误差的复杂性，这一问题无法用夜天文望远镜卡焦指向模型解决。然后文章提出了一种基于机器学习的支持向量回归方法来构建太阳望远镜库德焦面的指向跟踪模型，并在NVST望远镜进行了实测建模和实验论证。实验结果表明：在模型改正之前，NVST在库德焦面的指向误差最大值是650.55角秒、RMS是115.88角秒，30分钟跟踪误差是6.46角秒；模型改正之后，指向误差最大值是25.02角秒、RMS值是3.98角秒，30分钟跟踪误差是1.10角秒。由此可见，基于机器学习的支持向量回归建模方法能有效提高地平式太阳望远镜库德焦面的指向跟踪精度。
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