Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2019-12-26 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract: SKA 科学数据处理产生的数据超出了所有已存在的分布式处理系统的处理能力,如何实现一个分布式执行框架是当前科学数据处理的一个重要研究内容。Spark 是非常成熟的一个商业框架,在互联网应用中被广泛应用,本文根据SKA项目进展要求,重点研究了如何将算法参考库(ARL)中的部分管线移植到Spark上执行。本文对部分实现过程进行了分析讨论,给出了相应的任务流程实现。最终结果表明,移植后代码生成结果符合预期,Spark能够满足部分数据分布式数据的要求,但迫切需要解决自身存在的一系列问题。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2019-12-20 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract:太阳活动区是各类太阳活动的主要能量来源,剧烈的太阳活动会直接影响人类的生存环境,因此准确地检测与跟踪太阳活动区对监控和预报空间天气非常重要。本文基于深度学习框架的YOLOv3-spp和DeepSort提出了一种太阳活动区检测和跟踪方法(Active Regions Detection and Tracking Method, ARDTM),该方法较好地解决了传统图像处理方法易将一个太阳活动区误检测为多个,或者多个太阳活动区误检测为一个活动区的问题;及时捕获到新产生的太阳活动区和终止跟踪消失的太阳活动区,有效地提高了太阳活动区的跟踪准确率。实验结果表明该方法可以较好地检测和跟踪不同望远镜、不同时间间隔序列图像中的太阳活动区。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2019-12-20 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract:本文的目的研究磁衰减对具有两成分模型的脉冲星自转减速的作用。利用分析方法研究了两成分模型的脉冲星在磁衰减制动力矩作用下两成分的自转角速度随时间变化。给出了具有磁衰减两成分模型的耦合方程组和其解。利用分析解对具有两成分的蟹状星云脉冲星(PSR0531+21,Crab)和船帆座脉冲星(PSR0833-45,Vela)在磁衰减作用下做了数值计算。数值结果表明:两个脉冲星的自转角速度逐年减慢每年为 Crab减速为 ,而Vela减速为 。最后讨论了文中所得到的结果并给出在两成分模型中磁衰减存在的结论。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2019-12-04 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract: 面向天文信号实时处理需求,搭建了基于ROACH2的射电天文数字终端实验平台。利用MATLAB、Xilinx等开发环境进行仿真,取得了原始实验数据;利用CASPER硬件平台实现了信号控制和预处理,并通过高速以太网将数据包传输至计算服务器进行后处理。搭建的实验平台实现了仿真、编译、运行的完整流程,为天文信号实时处理研究提供了良好的实验环境。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2019-12-02 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract:欧文斯谷射电天文台(OVRO)的长时间监测数据显示平谱射电类星体B3 0307+380的15 GHz射电光变曲线中表现出多个爆发过程. 基于双指数函数,拟合了12个爆发过程,得到了每个爆发过程的光变幅度和上升、下降时标,进而估算了亮温度 和光变多普勒因子 . 多普勒因子范围为 ,平均值 为 . 这个结果表明此源的射电辐射存在明显的聚束效应,支持主流的相对论性喷流模型. 利用Lomb-Scargle周期图(LSP)方法和加权小波分析(WWZ)方法, 探讨了B3 0307+380是否存在周期性光变, 发现存在一个较高置信度( )的约244天的周期,并简要讨论了周期可能的存在原因.
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2019-12-02 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract: 地面水切伦科夫探测器实验(WCDA)是高海拔宇宙线观测站(LHAASO)项目的重要组成部分,主要物理目标是实现在甚高能中低能段(100 GeV~30 TeV)对整个北天区伽马源的巡天观测。为了确保对辐射源探测的指向准确性,需要对探测器阵列进行时间标定。本文主要介绍了WCDA探测器中时间标定方法、标定系统的搭建以及关键部件-分光光纤束的批量测试。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2019-11-27 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract: 水切伦科夫探测器阵列(WCDA)是高海拔宇宙线观测站(LHAASO)的主体探测之一,水作为探测器的唯一探测介质,水的洁净度将直接影响探测器对切伦科夫光的探测效率。为保证WCDA物理目标的实现,水衰减长度的实时测量和监测至关重要,是探测器正常运行和标定的关键工作之一。本实验分别介绍了水衰减长度测量装置和紫外可见分光光度计的工作原理,并通过不同波长的LED对各种样品水进行测量,将两种方法的数据结果进行对比分析,找出了两种装置的测量误差分别为0.22m和0.18m,以及工业指标吸光度与科研指标水衰减长度之间的对应关系,并为GEANT4模拟确定了一种Querry水质模型,进一步推进了模拟的真实化。通过对WCDA一号水池水衰减测量装置的验证及从注水到稳定运行期间的水质监测的数据研究,总结了一套稳定可靠的水质监测方案,为二、三号水池的监测工作奠定了良好的基础。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2019-11-27 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract: 圆顶视宁度来源于圆顶引起望远镜附近的大气湍流,会造成望远镜成像质量与观测精度下降。较差的圆顶视宁度浪费了优秀台址条件。圆顶通风是大型望远镜圆顶设计中必不可少的部分,可有效解决圆顶视宁度问题。为了减少兴隆2.16米望远镜圆顶视宁度的影响,对圆顶吊装通道改造为通风口进行了设计,并使用计算流体动力学软件对通风效果进行分析。分析结果表明,将圆顶吊装通道改造为通风口可以提高圆顶内外热平衡速率,令圆顶内空气更稳定,从而降低圆顶视宁度影响。根据通风效果模拟结果,可对通风策略进行优化设计。圆顶通风的研究可为2.16米望远镜圆顶通风改造提供参考依据,以提高望远镜成像质量和效率。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2019-11-13 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract:本文利用我们建立在大理洱海东岸的挖色凤尾箐气象站所采集的两年多气象数据,运用统计方法对相对湿度、露点概率、降雨量、气压、温度和风速风向进行了分析。统计表明该地区 (2016.08-2018.09)气象条件具有明显的季节性规律:在每年11月至次年4月,相对湿度较小、结露概率较低、降雨量少、气压和气温波动小、风速小且风向稳定,较适合开展连续的夜天文光学观测;在每年5月-10月湿度偏大、结露概率较高、气压波动较大,在这段时期开展夜间天文光学观测需要注意避开这些不利气象因素。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2019-11-13 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract: 高海拔宇宙线观测站(LHAASO)的核心科学目标是探索高能宇宙线起源以及相关的宇宙演化、高能天体运动和新物理前沿的研究。通过大面积铺设μ子探测器(MD)极大的压低宇宙射线背景,从而提高高能伽马射线探测的灵敏度。作为MD的核心部件之一的光电倍增管(PMT)负责接收水中的切伦科夫光子并将其转换成电信号输出,因此PMT的性能好坏直接影响MD的性能。稻城实验室2%抽样测试结果表明PMT的各性能达到MD的指标要求,与批量测试结果的相对偏差小于2%。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2019-11-13 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract: 随着Docker技术的快速发展和越来越多被用于天文软件应用程序的部署,如何理解容器技术,将容器技术运用到天文软件开发测试工作中,成为每一个相关从业人员应该思考和快速掌握的核心虚拟化技术。文章通过对Docker技术在天文数据档案库系统测试中的应用,实现对科学数据产品长期存档与数据产品查询检索,支持各级数据产品、工程数据、标定数据、辅助数据的管理,测试科学数据产品存储、检索、提取、维护、分析、控制功能,指出在传统软件环境部署及测试中,天文软件环境复杂且运行时依赖较多第三方库支持,测试中耗费大量时间定位软件缺陷重现测试环境,介绍Docker技术在天文数据档案库系统测试应用中带来的优势和重要性,实现测试环境标准化、测试数据隔离性、测试功能扩展性,提高测试工作效率。同时也为容器技术在其它天文软件测试与应用提供借鉴参考。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2019-11-13 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract: 观测技术及仪器的进步是推动太阳物理研究的重要手段,步进电机是各类观测仪器精密结构调整部件中经常采用的驱动源,步进电机控制系统的性能直接影响太阳望远镜的数据精度和时间分辨率。介绍了一套怀柔太阳观测基地自主研制的多轴步进电机控制系统。该系统以FPGA为核心控制器,利用中断处理机制及输入/输出寄存器产生多路TTL方波信号,结合驱动器实现多轴步进电机控制;通过周期信号化简处理算法缩短电机调整时间;以霍尔器件作为位置传感器实现系统闭环控制,通过对霍尔信号的软、硬件滤波处理,提高信号识别准确率;设计了板载存储电路,实时保存系统关键参数,大幅提高系统整体的可靠性。同时,该系统设计了丰富的IO接口、通讯接口,提高系统的可集成性。目前该系统已在多台太阳望远镜中投入使用。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2019-11-13 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract: 空间VLBI由于基线更长,在相同观测频率下,可获得比地基VLBI更高的分辨率。我国正在推进空间VLBI科学与技术研究。俄罗斯RadioAstron空间VLBI项目于2018年结束,其成功经验可资借鉴。该项目采用不同于常规地面VLBI的专用数据格式RDF(RadioAstron Data Format)记录观测数据,利用配备的星载或地面上行氢原子频标提供频率基准,数据经采集量化后传输至地面站,打上时标并记录于硬盘。为处理RadioAstron数据,本文分析了RDF格式,完成了RDF数据解码及VLBI相关处理,然后对比分析了Mark5B、VDIF等地面VLBI通用数据格式和RDF格式的特点。这些工作将为我国未来空间VLBI数据格式设计与处理积累经验。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2019-11-13 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract:无线电监测表明,手机与基站通信产生的干扰信号会影响射电天文观测数据,为了抑制射频干扰,天文学家提出屏蔽站内电子设备、设置无线电宁静区等无线电管理办法,其中的手机信号因易移动、基数大而难于监测和管理。然而,开启手机的飞行模式或关机可以降低射频干扰。基于此,本文设计和开发了一款基于Android系统的手机干扰管理APP,采用定位技术来自动判别手机是否处于无线电宁静区,以提醒用户管理手机,并记录用户在宁静区内的操作。测试结果表明,当用户处于无线电宁静区时,APP能主动提醒用户开启飞行模式或关机,有效降低手机信号对天文观测数据的影响。
Subjects: Physics >> Geophysics, Astronomy, and Astrophysics submitted time 2019-11-09
Abstract: In Lorentz violation models, the rainbow model is usually discussed, as the rainbow model can make the energy of a particle have a limit rather than be infinite derived from the Lorentz transformation, which is considered to be necessary in the theory of Quantum Gravity. However, this paper shows that it isn’t necessary to restrict the speed of light to be a constant when we just agree with the next three principles: (1)we can define the time in the whole space with a prescribed clock synchronization, (2)the time-space is uniform and the space is isotropic and (3)all the inertial systems are equivalent. And base on the above three principles and as a result of variable speed of light, we can construct a general coordinate transformation to satisfy the symmetry of inertial systems and construct a non-Lorentz transformation between inertial systems to make the energy of a particle have a limit, which is the same as the rainbow model. In addition, in recent papers, as a test at the ultrahigh energy scale, the rainbow model is used to study the Gamma ray burst, such as the GRB 160509A event, which was strongly suggested that there exists a linear relation between the variable speed of light and the photon’s energy. So we also analyzed the same event and we found that our model also support the same conclusion as the rainbow model and there was some correlation between our model and the rainbow model. In final we briefly discussed how to verify the two models in the future particle’s experiments at the ultrahigh energy scale.
Peer Review Status:Awaiting Review
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2019-09-18 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract: 全天相机云图在天文观测领域具有重要价值,但云图所含噪声会造成不良影响。本文先后分析了星光噪声、月光噪声、日光噪声、雷电噪声、反光噪声和特殊噪声等,并总结出不同类型噪声的分布、区域大小等方面的特点,最后结合与云层的相对位置关系提出了边界阈值法、时间轴法、反比例线性变换等8种图像处理去噪算法,并形成一个完整的去噪系统。通过实验对不同的算法加以比较,得出不同噪声情况下的最佳去噪方案。实验结果表明,该系统可以有效去除常见噪声,基本保持云层和天空的信息完整性,可简单便捷实现云图去噪。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2019-09-18 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract:测量集(MeasurementSet,MS)文件是成为射电天文领域的重要存储文件格式,并逐渐成为射电天文数据存储、分析与共享的标准格式,得到越来越多的天文数据处理软件如CASA、WSCLEAN等的支持,在ALMA、LOFAR等诸多射电望远镜系统中应用。但长期以来,MS格式在国内应用较少,技术规范文档非常缺乏。本文结合SKA工程桥接阶段相关工作需要,对MS格式的基本概念、目录结构和字段设计进行了介绍,在此基础上讨论了利用python-casacore调用底层casacore生成MS文件的方法,并将此功能封装到当前SKA的算法参考库(Algorithm Reference Library, ARL)。文中给出了利用ARL仿真观测生成MS文件的实例,并通过CASA软件对生成的MS文件成像,经过结果比对,验证了MS文件的正确性。本文的工作为SKA后续的成像实验、观测模拟和文件存储都提供了关键的保障,在满足SKA工程桥接阶段工作需要的同时,也为国内外射电天文数据处理工作提供了参考。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2019-09-18 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract: 使用了一个具有(准)同时性宽带能谱数据的Fermi耀变体样本,对其进行了同步和逆康普顿峰峰值参量、康普顿主导以及高能谱指数等参量之间的相关性分析。以获得耀变体整体和子类相关性之间差异来源、耀变体喷流中粒子冷却的主导机制,和电子能谱形状等方面的解释。分析结果表明耀变体的整体相关性至少有部分来自于平谱射电类星体和BL Lac天体由于物理性质不同而在参数平面上具有不同分布区域这一特性贡献,因此针对两个子类的相关性分析是必需的。BL Lac天体为快冷却机制。谱指数图的结果支持对数抛物线形状的电子能谱。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2019-09-18 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract: 各类大型巡天项目产生了海量天文数据,因此需要研究适用于大规模数据的光谱自动处理方法。传统的基于谱线检测或BPT图的星系光谱分类方法难以直接应用于星系光谱自动分类pipeline,相比之下基于机器学习的光谱自动分析更适用于海量天文数据的分类研究。本文提出了一种基于双层聚类的星系光谱分析方法。第一层采用k均值聚类算法将星系光谱聚为吸收线星系和发射线星系,第二层使用CLARA(Clustering LARge Applications)聚类算法将发射线星系聚为5簇。对LAMOST DR5的星系数据进行实验,其结果表明:(1)第一层k均值聚类能够成功将星系光谱分为吸收线星系和发射线星系,聚类簇与基于谱线检测的分类结果基本一致。(2)第二层CLARA聚类结果能够在BPT图中反映出不同的星系类型。(3)光谱聚类结果与颜色星等图分类存在预期的相关性。(4)k均值聚类和CLARA聚类能够适用于大规模数据自动分析处理,聚类结果能够很好地反映出星系的物理性质和演化过程,簇心数据可以为光谱自动分类pipeline提供模板。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2019-09-18 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract:日冕物质抛射(Coronal Mass Ejection,CME)是一种规模巨大,程度剧烈的爆发现象,是影响地球的主要太阳爆发活动。由于这种爆发现象会对地球环境造成严重干扰,因此CME的探测对预报灾害性空间天气具有重要意义。为了更清楚地梳理目前存在的CME检测方法,文章将对典型的方法进行分析总结。首先,介绍日冕物质抛射及其特征;然后,从基于手工方法和自动检测方法两方面对CME检测进行概述和分析;最后,讨论目前算法存在的一些问题,进而提出未来的研究方向。