分类: 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间: 2018-06-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 使用全天相机拍摄云图是现在天文学界广泛使用的监测天空云量的方法,之后对云量的估算结果将对望远镜观测有重要的影响。目前对云量的估算仍然是完全由人工处理,费时费力而且准确度不够高,判别过程也完全依赖个人的经验。为此,本文提出一种针对全天相机云图的云量自动计算方法。该方法首先针对多云和少云云图分别使用时间分割法和差分法去除云图中月亮影响区域,然后对去除月亮影响区域后的多云云图进行二值化处理将云与背景进行分割,并使用基于灰度值的聚类算法对少云云图的云的厚薄进行量化分类,最后计算总云量并依据30米口径望远镜(Thirty Meters Telescope,TMT)判读全天相机云图的方法对云图进行自动分类。实验结果表明,该方法可大大提高云图判读效率,在有效解放人工的同时,也达到了平均值为76.67%较高的识别准确率。
分类: 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间: 2018-06-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 轮轨式天线的轨道作为承载整个天线重量的基础,其精度好坏将直接影响天线在方位方向运转的平稳性,进而引起天线轴系偏差从而影响天线指向精度。本文介绍改造后的乌鲁木齐南山26m天线(NSRT: Nanshan Radio Telescope)轨道结构以及轨道高差测量,并建立天线在不同方位、俯仰角下轨道高差引起天线指向偏差的数学模型。利用“十字扫描”法实测多颗标准源在相应位置的指向数据,并通过高斯拟合得到指向偏差。通过分析可知轨道高差引起的指向偏差经过修正可以提高天线指向精度。
分类: 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间: 2018-06-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 天文软件开发与应用中迫切需要在单机环境下进行高性能的科学数据处理工作,由于机器配置不同,采用传统的CUDA+GPU技术存在明显的局限,不利于天文软件的快速移植和无缝运行。针对明安图频谱射电日像仪(MingantU SpEctral Radioheliograph,MUSER)数据处理中的网格化(Gridding)算法,采用并行计算OpenCL技术进行多线程编程实现。实验结果表明,基于OpenCL实现的gridding算法不仅能够在多种GPU上运行,而且能够在纯CPU上运行。当选择在GPU上执行时,算法的执行效率与基于CUDA实现的gridding算法执行效率大致相当,但算法不局限于NVIDIA GPU,解决了算法对CUDA+GPU的依赖;同时算法也能在纯CPU上较快速地执行,适用于单机模式下进行天文软件的开发和测试,也便于天文软件的应用与推广。
分类: 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间: 2018-06-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: SAGE是自主设计的能够准确计算恒星大气参数以及消光的新测光系统。对北天除银盘外共计约12,000平方度的天区开展了SAGE系统测光巡天,计划获取约5亿颗恒星的高精度测光数据。单次曝光条件下100σ完备星等uSC ~ 17.3,vSAGE~16.8(AB星等)。这为研究银河系提供宝贵的测光资料。介绍了巡天专用的数据处理程序的研究和开发,主要研究了针对单幅图像的快速自动化处理过程,重点介绍数据改正、天体测量校正、测光和流量定标过程,以及数据结果和数据质量检测等。
分类: 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间: 2018-06-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 1m新真空太阳望远镜的成像系统包括Hα、Ca II、He I 3个窄带成像通道,三者均使用里奥滤光器系统进行单色像观测。以Hα通道实测图像为例,探讨了在线心-线翼的偏带观测出现的太阳像亮度空间分布不均匀问题的原因。该不均匀性不同于杂散光,其空间分布形式与变化程度随观测波长点的不同而不同。通过对多组实测数据的分析认为,出现该亮度不均现象的根本原因是滤光器的视场效应,视场边缘区域的工作波长相对中心区域发生频率漂移。频漂的程度和空间分布特征与光路装调密切相关,通过分析对比2017年3月光路调整前后频漂情况得出结论:在目前Hα成像通道的2.2’的视场范围内,视场频漂量最大为0.05Å,小于透过带带宽,且仅出现在视场左下角边缘。
分类: 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间: 2018-06-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 现代大型天文望远镜的控制一般由多台独立(或组成集群)的计算机来完成。这些计算机的性能、效率与可靠性直接影响整个望远镜的稳定运行。因此,需要研制一套实时对各控制计算机(节点)硬件资源信息进行采集、存储、监控的软件系统,并提供一定的预警功能。这样的系统可以有效排除隐患进而提高望远镜整体观测运行效率。本文在深入分析LAMOST望远镜观测运行需求的基础上,采用异步协程技术,设计和开发了一套基于Python语言的硬件资源监控系统软件,系统可以高效稳定地采集获取计算机各种状态,也可以获得相应部件的实时信息,并提供了多种人机交互方式,为后续开发提供了扩展接口。该系统部署于LAMOST环境中,实际运行表明整个系统取得了较好的效果。
分类: 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间: 2018-06-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 随着GPS、GLONASS、Galileo和BDS等全球卫星定位系统的建设和完善,同时采用两个或两个以上定位系统信号进行多系统组合定位成为导航领域研究的热点。相比传统的单系统定位,多系统组合具有更好的定位、测速、授时性能以及更强的环境适应性。通过CAPS、BDS和GPS三个系统的静态单点联合定位解算,实现了转发式定位系统与直发式定位系统的联合定位,验证了中国区域定位系统参与多系统GNSS定位的可行性,并分析了组合定位的性能与定位精度。分析表明,中国区域定位系统参与多系统联合定位解算是完全可行的,单点定位精度优于3m,且还有提高的空间。中国区域定位系统的加入,丰富了GNSS系统的选择,对提高GNSS联合定位的多样性、改善联合定位性能具有研究意义及应用价值。
分类: 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间: 2018-06-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 通过对尖劈吸波材料的选型和优化设计,建造完成FAST工程综合测试微波暗室。满足国军标(GJB151B)和民标电磁兼容测试要求,在500MHz以上频段满足天线测试环境要求。可为500米口径球面射电望远镜(FAST)进行电磁兼容及天线性能测试提供所需的电磁环境和测试条件。通过有效消除外来的电磁波和各种内部反射干扰,以获得可靠规范的测试数据。该综合测试微波暗室可满足国标和相关国际标准的电磁兼容测试及天线测试需求,能实现3米法和天线性能测试环境保障。
分类: 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间: 2018-06-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 光纤光谱的效率损失主要来源之一是光纤的焦比退化,并且往往还在光谱成像时因焦比退化产生环形出射斑,从而使得光纤传输效率降低之外还影响色散之后的谱线轮廓。实验获取郭守敬望远镜调试阶段的大芯径光纤因焦比退化产生的出射环型斑貌,结合CCD光谱图像特点实施轮廓拟合抽谱方法,把二维CCD光谱图像转换成一维光谱,选取LAMOST红端数据进行模拟,采样点在500-600nm波段范围,在该波段中有铁的发射线。通过与获得的环形斑轮廓卷积研究焦比变化对铁发射线峰的影响。最后,正确阐明在正式巡天观测时主镜Mb前悬挂平场漫反射屏消除环形斑引发的偏差的效果。
分类: 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间: 2018-06-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 为了满足1m新真空太阳望远镜高分辨率磁像仪对图像采集的需求,研制了基于KD*P偏振调制和同程异构的图像同步采集时序控制系统。通过对KD*P的偏振调制特性和sCMOS相机的Rolling曝光及外触发工作特性进行详细分析,设计了同步控制时序,并给出了系统的工作流程。在深入研究工作时序各参数之间的相互制约关系,并对各时间参数随机波动量进行了大量的实测和统计分析之后,得到了系统运行的时序条件。最后在几种工作状态下对时序系统进行了实测,从而证明了所设计的时序控制系统满足磁像仪对KD*P偏振调制和同程异构的序列斑点图同步采集的要求。
分类: 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间: 2018-06-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 1.26m红外望远镜是一台由国家天文台和广州大学联合建设的望远镜系统,测光观测是该望远镜的重要观测手段之一。但当前一直存在数据处理周期较长、处理过程基本需要人工处理等问题。为了提高广州大学合作团队的数据处理能力,提出了一种面向1.26m红外望远镜半自动的测光处理管线,该管线在获取原始数据后,基于当日的观测记录重建FITS头文件信息,随后管线系统自动对图片进行预处理、定位目标星源、计算出目标星等相关操作,最后获得可利用的测光数据。这种方式高效、便捷,同时精度也得到了保证,它把当前主流测光模式中繁杂的、需要不断重复的步骤交由程序运行,从而节省了时间,显著提高了工作效率,解决了当前光学测光模式中图像数据的处理跟不上数据产出的大难题,满足了广大科研工作者的需求。
分类: 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间: 2018-06-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 脉冲星信号在星际空间传播的过程中,由于星际介质的存在造成观测到的脉冲星信号发生色散,因此需要对接收的脉冲星信号进行消色散,以获得原始的脉冲星信号。目前,消色散方法主要分为两种,相干消色散和非相干消色散。相对来说相干消色散效果彻底,算法较简单,而且能保留原始数据的时间分辨率,不过计算量较大,但是现在快速进步的计算机技术已经使计算量的问题得到很好的解决。为了精确了解两种消色散方法的区别,利用相关系数的方法定量地比较了相干消色散、非相干消色散两种方法的效果:在一定的频率值之下,前者得到消色散效果优于后者。同时确定两种消色散方法在效果相同时的观测频率。
分类: 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间: 2018-06-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 丽江2.4米望远镜在卡塞格林焦点上安装有多个观测设备,为了最大限度地提高望远镜的观测效率,需要实现对各终端控制系统的集成控制。原有的多波段测光系统(PICCD)的控制程序不具备集成化的条件,需要对其进行集成化开发以满足要求。借鉴YFOSC和望远镜的控制系统,在Linux系统下对PICCD的控制系统进行重新开发,设计并完成了3个主要部分:观测控制程序、设备控制程序和设备数据库,成功实现了PICCD与YFOSC、望远镜统一的控制模式,使其具备与其它设备控制系统集成的能力,满足多终端集成控制的要求。
分类: 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间: 2018-06-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 球面距离(角间距)计算是天文或地理学中极常用的计算之一,也是目标查找、锥形检索、交叉证认等方法的基础。数学上,通过球面几何可以直接计算出两点的距离,前人也已经推导出了多个复杂程度不一进行计算。但是由于计算机的精度有限,在进行数值计算时有舍入误差,导致公式计算结果出现偏差。对几个常用的球面距离计算公式进行了考察,测试并对比它们在不同计算环境下的精度与优缺点。此外还展示并比较了几种常用天文软件包、数据库的球面距离计算方法,以期有助于天文工作者选择适合自己当前需要的计算方法。
分类: 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间: 2018-06-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 作为抚仙湖1m新真空太阳望远镜的观测终端之一,多波段光谱仪需具备两个观测模式,即空间二维扫描观测以及偏振光谱测量,从而实现诊断太阳矢量磁场及其动力学特征的科学目标,本文工作则紧紧围绕如何架构和实现上述两种观测模式而展开。首先明确观测模式对三大重要光电机构(即空间扫描机构、偏振分析器和仪器偏振定标机构)的基本要求,其次从实测太阳物理需要出发,分析这些要求的具体实现方法(连续式或步进式)、控制精度(10-2 或10-3)以及信噪比提高方法(多帧叠加或多组叠加)等。最后梳理并给出了多种观测模式的流程图,并将不同观测模式集成于一个采集控制程序之中,投入实测,分别进行了多组活动区二维空间扫描观测和黑子偏振光谱测量,取得了较好的结果。
分类: 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间: 2018-06-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 基于地基望远镜,对太阳射电辐射流量进行长期监测是空间天气预报的一个重要手段,用来预报太阳活动引发的地球上的各种扰动。明安图和塔什库尔干两台新的三频段(10.7cm,6.6cm和3.3cm)太阳射电望远镜将服务于我国的空间天气监测和预报,介绍了系统结构和设计特性、双噪声源定标方法。系统稳定性优于1%(10小时),灵敏度优于1s.f.u。展示了明安图太阳射电望远镜2017年试观测初步结果。
分类: 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间: 2018-06-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 非合作目标的激光测距预报一般是基于双行根数(TLE)外推出来的,往往有较大偏差,对激光测距的成功率有较大影响。结合空间目标的轨道理论和实测时的数据分析,预报的偏差主要由于通过预测模型外推的空间目标在运行轨道上的平近点角与实际平近点角存在偏差。根据非合作目标在望远镜跟踪视场中的脱靶量,利用相关算法可以找到一个最佳的时间根数偏差量修正空间目标的平近点角,经过修正,空间目标的视位置偏差得到改善,距离偏差能够从几百米减小到几十米,提升了预期回波到达时刻的准确度,可以给单光子探测器提供更高精度的距离门控,提高测距成功率。
分类: 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间: 2018-06-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 对于氢原子钟,由于微波谐振腔的腔牵引效应以及外部环境温度的变化,影响谐振腔的振荡频率,导致氢原子钟长期频率稳定度降低。为了修正这种情况,使用腔自动调谐方式实现谐振腔的频率稳定在工作频率上。目前国内外主要采用的腔自动调谐技术包括3种:外部探测信号调谐方式、微波腔频率开关调谐方式和 调制方式。将对外部探测信号调谐方式和微波腔频率开关调谐方式进行分析,并在上海天文台SOHM-4型外部探测信号调谐方式的基础上进一步探索微波腔频率开关调谐方式。基于数字信号处理器进行电路设计与程序开发,最终在SOHM-4型氢原子钟上实现腔自动调谐。
分类: 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间: 2018-06-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 法珀滤光器在我国天文界得到了越来越广泛的应用,目前云南天文台抚仙湖太阳观测站已购进两台法珀滤光器,准备用于1m新真空太阳望远镜的光谱观测中。由于国内对法珀滤光器研究还比较少,国外相关资料尚不能查询到,因此了解其控制系统,不仅是自研法珀的需要,也是日常工作中必须的基础。针对这一趋势,在简介法珀滤光器原理的基础上,介绍了法珀滤光器的控制系统,并对控制系统数字前端AD转换精度要求进行研究。通过计算F-P平行板控制精度,最终选出符合要求的模数转换器。
分类: 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间: 2018-06-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 大气视宁度是衡量台址大气光学品质的重要指标。差分像运动视宁度监测仪(Differential Image Motion Monitor ,DIMM),被广泛应用于国内外天文选址的视宁度测量作业,例如,ESO DIMM被应用于欧洲南方天文台选址。介绍了一种优良的视宁度测量方法——差分像运动视宁度优化监测(I-DIMM,Improved to Differential Image Motion Monitor)法。首先对I-DIMM的结构设计和视宁度计算方法进行了详细描述,随后通过设置0.36m和0.12m两种口径望远镜进行视宁度的模拟测量,将I-DIMM测量结果与传统的DIMM测量的结果进行对比,均证明I-DIMM视宁度计算方法比DIMM更为精确,最后对模拟结果进行了分析,证明了I-DIMM相比于DIMM的优势。