分类： 天文学 提交时间： 2024-08-20 合作期刊: 《天文学报》
摘要： 视宁度好坏是影响天文观测图像质量的一个决定性因素, 目前白日视宁度数据主要是通过太阳差分像运动视宁度检测仪(Solar Differential Image Motion Monitor, SDIMM)或者谱比法获得. 由于SDIMM和实际观测所用仪器不同, 其测得的视宁度无法反映数据获取时刻的实际视宁度情况, 也无法回溯历史既有观测数据对应的大气视宁度. 而使用谱比法需要海量短曝光数据, 计算成本巨大. 基于以上天文观测面临的困难, 提出了一种基于神经网络的白日视宁度估算方法, 该方法首先对获得的短曝光数据使用谱比法计算对应的视宁度$r_0$, 构建数据集; 然后采用主成分分析的方法对数据进行降维, 通过神经网络建立起窄带滤光器太阳光球观测图像和视宁度之间的非线性回归关系, 训练集和测试集实验的结果表明该方法可以用于估算视宁度. 使用该方法对怀柔观测基地2020年的视宁度进行估算, 视宁度中值为2.89\;cm, 对1989年到2010年连续22\,yr的历史观测数据进行长周期的视宁度统计分析, 结果表明怀柔基地发布的历史数据对应的视宁度中值在3\;cm左右, 40\%以上数据对应的视宁度超过3\;cm, 一年中9月份的视宁度最好, 该结果验证了怀柔基地视宁度的长期稳定性. 此外, 该方法也可以从视宁度$r_0$的快速判断出发, 为采集到的高质量短曝光图像甄选提供判断依据.
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2021-07-30 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 针对AIMS望远镜8~10μm真空制冷成像终端系统的高精度装调需求，提出了一种基于中红外可调谐激光光源的宽谱段干涉检测和装调方法。首先，采用泰曼—格林型干涉仪，利用其参考臂可调的优势，弥补光源相干性不足的缺陷，从而可以实现8~10μm宽谱段的干涉测量。其次，完成了干涉仪光学系统设计，可同时兼顾8~10μm和可见光双波段的波前质量，从而解决了肉眼不可见为干涉仪自身装调带来的困难。设计结果表明，利用可见光激光器进行干涉仪自身装调，可达到RMS 0.05λ@0.633μm的波前精度；在8~10μm检测波段，干涉仪波前RMS值均能优于0.001λ，可满足待测系统的检测需求。最后，基于逆向优化法仿真了8~10μm光学系统的装调流程。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2020-05-12 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 在天文观测中，需要望远镜能快速、准确的指向目标天体（如太阳等），并对其进行稳定跟踪。本文针对怀柔太阳观测基地（HSOS）的全日面磁场与活动监测望远镜（SMAT）进行轴系升级，使用伺服电机轴上23位高精度绝对式编码器替代光栅钢带码盘；通过VSOP87行星理论实时计算日面中心位置，使用基于大面阵CCD的高精度导行系统不间断跟踪太阳并记录太阳位置，利用最小二乘法分段拟合太阳实时位置与绝对值编码器数值，建立起指向算法并实现日面中心指向。经实测，赤经方向的指向误差约为36.69″，赤纬方向的指向误差约为21.49″，满足SMAT的指向要求，该方法成本低兼容性高，对于其他赤道式望远镜的升级改造具有借鉴意义。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2020-04-26 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 双折射滤光器是太阳观测中的重要设备，其中的双折射晶体的折射率对温度变化非常敏感，光学设计要求滤光器温度控制系统的稳定精度达到0.01℃以内，才能保证滤光器精确稳定地工作。太阳望远镜中双折射滤光器构型复杂，使用环境恶劣，其高精度温控一直是国际公认的核心技术。针对全日面太阳望远镜滤光器的温控问题，设计了基于积分分离PI加前馈的复合温控系统，实现了对滤光器的高精度恒温控制。系统使用24位AD实现高精度温度采集，采用数字滤波算法提高测温精确度；积分分离PI结合环境温度作为参数的前馈控制的复合控制方法，输出PWM控制策略，实现对滤光器高精度温控。相比原有的滤光器温控系统，本系统在保持原有温控精度的前提下，大大简化了系统设计。结果表明：当设定温度为42.216℃时，在实验室中，温控精度达到±0.001℃；该温控系统已经在怀柔观测基地投入使用，最大温度波动0.0075℃，控制效果准确稳定，获得大量高质量科学数据。
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