分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-11-12 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 本文在介绍了国际星基增强系统(SBAS)的发展现状的基础上,梳理分析了日本MSAS系统的发展历程与当前服务能力。分析发现,MSAS的服务区域能够对我国东部地区形成覆盖。文中,对MSAS电文类型和民航用户定位保护级计算方法阐述后,通过实际飞行试验对其在我国东部区域的实际服务性能进行了评估。评估结果表明,在我国东部地区,MSAS增强定位精度优于LPV-250指标要求(水平16m,垂直20m);NPA可用性、连续性均达到100%;用户保护级水平满足完好性指标要求。MSAS在我国东部地区有效的增强定位与完好性保障能力,可使地区相关用户依据自身需要使用该服务;同时,MSAS基于其本土有限的监测站就实现了服务区域的扩展,也为我国BDSBAS服务范围的扩展和服务性能的提升提供参考。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-11-12 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 为解决旋转编码器在大口径高精度射电望远镜使用中,对安装工艺要求极高,需要专用设备校准,且安装后需要通过一段时间的运行,建立误差修正模型进一步提升编码器精度的问题,开展了编码器快速校准方法研究。提出了一种基于粒子群算法(PSO)的旋转编码器快速校准方法。根据伺服电机恒转速运行时,角位移变化率为常量的原理,通过编码器采样数据与伺服电机恒转速参考值对比后获得编码器安装误差。利用PSO算法快速拟合误差,从而校准编码器。通过构建编码器校准方法验证平台实测,此方法可将有较高安装误差的高分辨率旋转编码器实际测量准确度恢复3~4位,为大口径射电望远镜编码器定期精度监测与修正提供一种简易方法。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-11-12 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 本文利用SDO(Solar Dynamic Observatory)/HMI(Helioseismic and Magnetic Imager)观测到的矢量磁图,运用Ampere定律的积分形式计算出了2014年11月7日活动区AR12205上发生X1.6级耀斑期间的垂直电流密度,通过分析光球层上垂直电流密度的时间演化,发现它会在耀斑爆发期间表现出突然的增加,增加的区域对应于耀斑双带的辐射增强位置,然后将强电流密度轮廓叠加在SDO/AIA1600 Å波段的观测图像上,发现电流密度的形态与分布和耀斑带有强相互关系。这些观测结果与三维标准耀斑模型的理论预测一致,我们的研究为三维磁准分界面(Quasi-Separatrix Layer,QSL)重联模型提供了有力的观测证据。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-11-12 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 恒星耀发是剧烈的恒星活动过程,对恒星周围的行星上的大气构成和生命演化有重大影响。恒星耀发的辐射主要分布在光学和X射线波段,其中耀发时X射线波段流量可以增大数十倍至数百倍。M型耀星是最有可能存在类地行星的宿主恒星,因此研究M型耀星的X射线耀发分布对寻找宜居的类地行星具有重要意义,并且也可以为即将发射的爱因斯坦探针卫星项目(EP)对恒星耀发的探测数目估计提供参考。我们利用X 射线全天监视器MAXI的巡天监测数据研究了M型耀星AT Mic的 X 射线耀发的统计性质。从 MAXI11年的巡天数据中,通过分析图像、光变曲线和能谱数据和信息,发现 MAXI在 11 年间 一共探测到 10 次信噪比大于 3的耀发,获得了耀发光度的统计分布。在此基础上,我们对恒星耀发的耀发频率进行了估计。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-11-12 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: Owens Valley Radio Observatory (OVRO)40米望远镜的观测数据显示了BL Lac 天体 CGRaBS J0141-0928在15 GHz射电波段的剧烈光变. 我们利用Lomb-Scargle-Periodogram (LSP)方法和加权小波Z变换(Weight Wavelet Z-transform,WWZ)方法以及Jurkevich方法分析了CGRaBS J0141-0928的光变周期, 结果显示该天体具有约为649天的准周期振荡(Quasi-Periodic OScillation, QPO), 其置信度为4.4σ, 其准周期振荡可能是由喷流的螺旋运动产生. 我们用双指数函数拟合了其中2 个爆发的过程, 从而得到其光变时标, 进而估算其平均多普勒因子为3.8, 这表明CGRaBS J0141-0928 在射电辐射波段存在显著的聚束效应. 采用DCF(Discrete Correlation Function) 方法对射电波段分别与Gamma-ray、光学 R 波段的光变相关性进行分析, 发现光学光变与射电光变有强相关性,且光学光变超前于射电光变66±40天.
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-11-12 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 硬X射线调制望远镜卫星(Hard X-ray Modulation Telescope,HXMT)是一颗空间X射线观测卫星,目前已经获取了大量观测数据。作为载荷硬件和科学分析的桥梁,数据分析软件起到非常重要的作用,它与科学结果的产出息息相关。本文主要介绍HXMT数据分析软件开发的需求,分析过程及软件框架等。HXMT数据软件不仅提供了一系列工具帮助用户分析HXMT数据,同时用户可以基于HXMT框架开发自己的程序进而分析HXMT数据,更为重要的是本软件提供的底层库可以在不同卫星系统中使用。希望本工作对未来数据分析软件的设计和开发提供借鉴。
分类: 物理学 >> 地球物理学、天文学和天体物理学 提交时间: 2021-10-04
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-09-29 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 射电天文中,频谱仪作为接收机后端的频谱分析设备,由于实时性和噪声低等严格要求与商业通用频谱仪有很大区别。射电天文频谱仪经过几代发展,已经发展为以模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)和现场可编程阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)等芯片为基础的实时数字频谱仪。实时数字频谱仪具有宽的带宽,高的频率分辨率,高的动态范围,长时间的稳定性等方面的优势,更重要的是,具有体积小,环境要求宽松等特点。德令哈13.7米望远镜接收机后端有18路实时数字快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)频谱仪。介绍13.7米望远镜的实时数字FFT频谱仪的性能和维护。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-09-29 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 三维升降转台是高海拔宇宙线观测站(LHAASO)广角切伦科夫望远镜阵列(WFCFA)成像激光雷达标定系统的核心组成部分,主要由慢控子系统、机械子系统和标准零点子系统构成,用于精确控制激光束的出射方向。本文采用高精度数字图像处理技术对三维升降转台的性能进行研究,结果表明其旋转和升降定位精度分别为0.005°和0.056 mm、重复精度分别为0.003°和0.075 mm,满足成像激光雷达标定系统的实验要求。三维升降转台的自动控制巡航功能,有效减少了人工干预,提高了系统远程使用的可靠性和效率。标准零点的校准功能可以有效地监测三维升降转台的定位精度并且在失准的情况下,能够实现远程校准,以确保三维升降转台长期高精度稳定运行。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-09-29 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 搜集了3C 279的29个态的宽带能谱(Spectral Energy Distributions,SEDs)作为样本,使用稳态拐折幂律电子能谱分布(Electron Energy Distribution,EED)情况下的单区、均匀轻子模型进行拟合,进而研究该源光变时外在观测与内在物理特性及它们之间的关系。主要结果如下:(1)我们的结果支持光变的激波解释(但需要斜激波)或磁重联解释。(2)外康普顿(External Compton,EC)峰的峰值光度log〖ν_EC^pk L〗_EC^pk和磁场logB之间存在一个显著的反相关关系。多普勒因子logδ和外康普顿峰的峰值光度logν_EC^pk L_EC^pk之间存在正相关关系,意味着多普勒因子的增加是外康普顿峰的峰值光度升高的原因之一。(3)同步峰值频率logν_syn^pk和峰值光度logν_syn^pk L_syn^pk之间不存在显著的正相关关系,意味着反耀变体序列不一定对所有耀变体成立。(4)参数U_e/U_B(相对论电子能量密度与磁场能量密度的比值)远离1,说明相对论电子与磁场之间均分趋势不明显,并且参数U_e/U_B中比值大于1的占86%,意味着3C 279中的喷流大多数以粒子为主导;从P_B (磁场功率)0.5表明3C 279喷流中的能量大概率也是由冷质子携带的。同时,我们发现3C 279中γ-ray耗散区位于距离黑洞中心0.1~1.8pc处,暗示着它们位于宽线区(Broad-Line Region,BLR)之外,尘埃环(Dusty Torus,DT)之内。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-09-29 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 瞬时射频干扰(RFI)信号是最难以识别并消除的一类干扰。针对射电天文观测过程中遇到瞬时RFI问题,本文提出了一种基于RFI信号峰值的特征提取方法,利用该方法生成了RFI信号的特征模板,并基于动态时间规整(DTW)算法和打分策略设计了特征识别算法,实现了RFI信号识别以及分类功能。利用ARRL官网提供的RFI数据完成了特征模板的交叉验证对比,测试结果显示RFI特征模板与同类别RFI相似度高,表明该算法能够对RFI进行识别和分类,该算法为瞬时RFI的特征提取以及识别提供了一种新思路。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-09-29 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 快速射电暴(Fast Radio Burst,FRB)是目前射电天文领域的主要热点前沿。其相关研究被《自然》(Nature)杂志评选为2020年十大科学发现之一。FRB爆发时间极短且鲜少重复的特点,使其观测捕捉到的概率极低。由人工从海量的天文观测数据中识别FRB事件是件耗时费力的工作。机器学习技术的蓬勃发展为实时搜寻与多频段联合跟踪观测FRB带来了可能。该文从传统机器学习方法和深度学习方法两个方面,对该研究已有的成果进行了分析与总结,并探讨了基于机器学习的FRB搜寻技术目前存在的问题和面临的挑战,分析了其未来发展趋势。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-09-29 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 卫星对地观测及导航定位的快速发展对地球同步轨道(Geostationary Earth Orbit, GEO)卫星的定轨精度有了米级甚至更高的需求。本文研究利用甚长基线干涉(Very Long Baseline Interferometry, VLBI)时延数据进行GEO卫星快速定位的方法。首先对VLBI时延进行理论精度分析,然后利用中国VLBI网进行GEO卫星观测试验及数据相关处理,最后利用短时VLBI时延数据完成对GEO卫星的定位计算。针对时延中存在与测站和基线相关的异常值问题,本文提出了相应的检测校正方法。数据经校正后重新处理,得VLBI残余时延测量精度约0.16ns,等效于约0.58米的卫星横向位置误差。本文的研究可用于GEO卫星的快速高精度定位及轨道快速恢复。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-09-29 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: VLBI观测站的氢原子钟和时间比对系统(简称时频系统)为测站提供稳定可靠的时间和频率基准,系统信号的质量将直接影响观测数据质量。其中,氢原子钟是时频系统的关键设备,一旦出现故障,其对数据的破坏是致命的。因此,VLBI站时频系统在设计建设之初就对氢原子钟及其周边各参数状态进行了实时监视并进行记录保存,一旦发现异常,技术人员需进行快速处理。中国VLBI网(CVN)建成至今,目前共五个测站,每个测站的时频系统都配有两台或以上的氢原子钟,系统长期运行以来积累了大量数据,通过对这些数据的分析,我们可以研究氢原子钟状态变化、性能变化、及环境变化之间关系,然后建立故障预测模型从而对设备故障进行预测。本文描述创建时频系统数据仓库,利用数据挖掘技术预测系统故障的测试过程,从测试结果可知在本项目中可以用聚类模型进行很好的预测。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-09-29 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 射电天文接收机中频系统是接收机的重要组成部分,接收机的L、S、C、K波段的左圆极化和右圆极化信号在高频仓通过下变频成为中频信号。中频信号通过同轴电缆传送到观测室。观测室距离射电望远镜高频仓较远,因此线损较大,且不同频率的信号损耗不同,频率越高损耗越大,导致中频信号功率较小且增益平坦度随频率增加而降低。设计了四通道均衡放大模块,提高中频信号增益并补偿增益平坦度。该模块的均衡器采用了集总元件和微带线相结合的方式,具有结构紧凑、易于集成、成本低的优点。测试结果表明,在6倍频带宽内,均衡量≥8dB,均衡后功率平坦度≤3.5dBm,回波损耗≤-15dB,满足了射电天文中频检测系统的要求。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-08-20 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 在天文学研究领域,星系的分类一直是一个热点和难点问题。近年来有学者将机器学习应用到星系形态的简单分类任务上,但在分类过程中出现特征选择困难、特征遗漏、分类器选择困难等一系列难题。星系在视觉形态上可以分为椭圆星系、旋涡星系、透镜星系以及不规则星系,本文针对SDSS DR16、Galaxy Zoo2、EFIGI目录中星系的测光图像,提出了一种分类精度更高的星系形态分类的方法GMC(Galaxy Morphological Classification)。我们首先对图像进行了剪裁、去噪处理,然后采用旋转、平移、缩放等方法进行数据增强,最后搭建了星系形态分类网络GMC-net对图像进行分类。从实验分类结果来看,旋涡星系、椭圆星系、透镜星系以及不规则星系分类精确率分别为98.29%、98.49%、99.18%、99.91%,召回率分别为98.44%、99.03%、98.89%、99.34%;对单独来自EFIGI目录中四种形态星系的分类准确率也达到了99.34%。实验结果表明GMC相较于其他分类方法表现更好,可以更有效地用于星系的形态分类。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-08-20 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 对于殷商甲骨文卜辞中存在的唯一可考的一次日食的记载,作者利用美国航空航天局(NASA)喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory,JPL)发布的DE422行星历表,解算了记载涉及此乙巳日食的主要参数,给出了日食带在地球上的覆盖范围。进一步确认了此次日食在殷都安阳的可视性,验证了殷卜辞对此次日食预测的准确度。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-08-20 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 太阳耀斑大多数发生在磁极复杂的黑子群上空,因此黑子群磁类型可作为预测太阳耀斑的重要依据。针对同时具有白光图和磁图数据的太阳黑子分类,提出了一种双流CNN的黑子群磁类型分类方法。该方法通过两个网络分支同时提取白光图和磁图特征,在全连接层对二类特征进行融合,最后用于训练和分类。实验表明该方法能较好避免单通道网络模型的信息损失以及使用双通道图像合成出现的白光图和磁图的相互影响,加权F1分数可达84.87%,平均准确率可达84.93%。
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: GNSS(Global Navigation Satellite System,全球导航卫星系统)接收机在接收到卫星信号后,经过捕获、跟踪,得到码相位与载波相位两个基本的测量值。然后通过测量值计算卫星与接收机之间的距离。载波相位测量值比码相位测量值具有更高的测量精度,但由于载波相位测量值具有计算整周模糊度的问题,在实际的计算当中得到高精度的相位测量结果需要付出更多的计算代价。因此,在实际应用中,得到更高精度的码相位测量结果具有更实际的意义。本文在基于相位条纹的技术基础上,通过提取互相关功率谱,提出一种更高精度的码相位测量方法,得到更高精度的码相位测量值,从而得到更高精度的码伪距测量结果,并通过实际的GNSS的信号验证了本方法的有效性。
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: 幸运成像技术是一种事后图像恢复技术,它能够有效减小大气湍流对图像质量的影响。传统的频域幸运成像算法在效果上优于传统的空域算法,它主要由图像预处理、数据选择和数据叠加三部分组成。本文提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的频域幸运成像算法,并在FPGA平台上构建了频域幸运成像的实验系统。本系统通过二维转换为两个一维实现的处理方式对天文图像数据进行了二维快速傅里叶变换(2D-FFT),采用频域数据的实部平方与虚部平方之和代替幅值进行数据选择,所得到的高分辨率图像与基于中央处理器(CPU)算法处理的结果基本相同。本实验系统能对2000帧128128像素的图像进行频域幸运成像处理,比传统的基于CPU频域幸运成像算法速度快13倍多,实现了对传统的频域幸运成像算法进行加速,同时也为将来频域幸运成像的实时化提供了一种可行的技术方案。