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1. chinaXiv:202004.00023 [pdf]

表层穿透雷达在月球和深空探测中的应用

王瑞刚; 苏彦; 洪天晟; 戴舜; 刘晨迪
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

对月球以及更远天体或者空间环境的探测是人类航天活动的重要方向。开展月球和深空探测任务有利于研究太阳系起源、演化与现状,以及生命起源与演变等重大科学问题,有利于催生基础性、前瞻性的学科与技术。相比光学等探测方法,雷达具有强穿透性、极化特性以及不受光照限制等优势,是探测天体特性的有效手段之一,在人类的月球和深空探测任务中发挥了重要作用。电磁波能够穿透几米到几千米的次表层,可用于探测月球和深空目标的表层介电常数、次表层结构、电离层及水冰等。按照探测方式的不同,表层穿透雷达探测主要包括地基雷达、环绕器雷达及巡视器雷达三种方式。针对不同的科学目标,不同的探测方式具有各自的优势和不足。本文回顾了表层穿透雷达在月球、火星以及小行星等探测中的科学应用,总结了已经投入使用的以及计划中的各种雷达科学载荷的探测任务、参数设计、工作原理和探测结果,展望了在未来利用表层穿透雷达进行月球和深空探测的发展趋势。

submitted time 2020-04-09 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits1Downloads1 Comment 0

2. chinaXiv:202004.00022 [pdf]

AIMS太阳望远镜中像旋对稳像精度的影响分析

蒋佶松 ; 姜爱民
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

针对AIMS太阳望远镜地平式机架在跟踪目标时像场旋转的现象,研究了像旋对稳像系统校正精度的影响。首先理论分析了互相关因子算法和绝对差分算法在不同湍流强度及不同探测窗口大小时由像旋引起的计算误差。随后在光学分析软件ASAP中建立了包含装配误差的AIMS望远镜系统动态光学模型,统计了折轴系统装配误差在望远镜实时跟踪太阳运动时引起的像场平移及旋转。其中图像在半小时内的最大平移约为0.3mm,最大像旋约为200″。 结果表明,在现有的误差分配情况下,装配误差引起的像旋对稳像精度的影响很小,而为了获得较高的稳像精度,互相关因子算法是首选的稳像算法,且在硬件处理速度允许的情况下,应该选择128×128像素的探测窗口。

submitted time 2020-04-09 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits0Downloads0 Comment 0

3. chinaXiv:202004.00021 [pdf]

自动化电磁环境监测系统软件开发与实现

王玥; 刘奇; 刘晔; 苏晓明
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

针对新疆奇台110m全向可动射电望远镜(Qi Tai Radio Telescope,QTT)台址电磁环境监测系统,开发监测及数据处理软件,实现电磁环境自动化监测与高效数据处理,具有重要的工程意义。本文依据电磁环境监测系统测量需求,分析了软件开发的主要功能及关键技术问题,设计了基于HDF5数据格式的数据存储流程,采用多仪器并行控制及多线程并行处理技术,基于Microsoft Visual Studio开发平台,实现自动化电磁环境监测与高效数据处理软件的开发,并应用于QTT台址电磁环境监测系统。

submitted time 2020-04-09 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits0Downloads0 Comment 0

4. chinaXiv:202003.00047 [pdf]

基于多变量LSTM网络的太阳黑子活动预测分析

梁波; 林语琦; 戴伟; 冯松; 杨云飞
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

通过添加太阳黑子周期长度构建长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)的多变量输入数据,在多时间步长上预测未来10年的太阳黑子变化。将数据集以训练数据长度为标准划分出两组时间序列片段,分别是分片11和分片6,并在分片上分别对比了单变量和多变量在单时间步长和多时间步长上的预测效果。最后,得出以下主要结论:(1)比起分片6,分片11的采样方式有更低的均方根误差(Root mean squared error,RMSE);(2)最优多步长的预测效果比单步长的要好;(3)通过图例上周期的起始点、结束点和最大振幅位置三个点的准确度证明了多变量的多步长方法确实有更好的预测效果。

submitted time 2020-03-07 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits3162Downloads146 Comment 0

5. chinaXiv:202002.00002 [pdf]

基于砷化镓晶体管的1.35 ~ 2.0 GHz 低噪声放大器

江龙; 李建斌; 刘鸿飞; 柴晓明
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

低噪声放大器(Low Noise Amplifier, LNA)是接收机系统中的关键器件,其性能决定了接收机系统的噪声温度和对微弱射电信号的放大的能力。本文采用Avago公司砷化镓(GaAs)工艺的pHEMT ATF-54134 研制了一款可工作在1.35~2.0 GHz频率范围内的低噪声放大器。该放大器采用两级拓扑结构,单电源自偏置供电。典型增益28 dB,典型噪声温度35 K,输入回波损耗优于-10 dB,输出回波损耗优于-15 dB,输入1 dB压缩点为-13 dBm。该放大器除了可用于射电天文中对中性氢,脉冲星和羟基进行观测的射电望远镜接收机中以外,还可用于电波环境监测系统中。

submitted time 2020-01-22 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits3034Downloads129 Comment 0

6. chinaXiv:202002.00003 [pdf]

基于极限学习机的极移中长期预报

赵丹宁; 雷雨
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

传统的极移预报多是基于最小二乘外推和自回归等线性模型,但极移包含了复杂的非线性成分,线性模型的预报效果往往不甚理想。将一种新型神经网络—极限学习机(extreme learning machine,ELM) 用于极移中长期预报。首先利用最小二乘外推模型对极移序列进行拟合,获得趋势项外推值,然后采用ELM对最小二乘拟合残差进行预报,最终的极移预报值为趋势项外推值与残差预报值之和。将ELM的预报结果同反向传播(back propagation,BP)神经网络与地球定向参数预报比较活动(Earth Orientation Parameters Prediction Comparison Campaign,EOP PCC)的预报结果进行对比,结果表明:ELM用于极移中长期预报是高效可行的。

submitted time 2020-01-20 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits3052Downloads130 Comment 0

7. chinaXiv:202001.00010 [pdf]

量子科学实验光学地面站综合控制系统设计与开发

兀颖; 葛亮; 田健峰; 姜晓军; 王汇娟; 王建峰; 贺东; 李凤芝
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

“墨子号”量子科学实验卫星(简称“墨子号”)是国际首颗从事空间尺度量子科学实验的卫星。“墨子号”和4个量子科学实验光学地面站及一个量子隐形传态光学地面站构建了天地一体化量子科学实验平台。为了实现各地面站的综合协调工作,需要研制一套量子科学实验光学地面站综合控制系统(简称地面站综合控制系统)。地面站综合控制系统涉及4个量子科学实验光学地面站,包括2个新建地面站和2个改造地面站,需要对其实现统一的接口和平台控制。本文参考了国际标准接口,针对量子科学实验光学地面站的功能需求,采用分层和模块化的设计方法,将地面站综合控制系统分为:Web服务层,网络交互层和设备控制层。设计完成的地面站综合控制系统实现了以下功能:(1)科学数据的发布;(2)内外数据的交互;(3)量子科学实验卫星项目科学实验计划的解析执行;(4)测站环境和设备状况的监测。作为量子科学实验光学地面站的统一控制平台,地面站综合控制系统为量子科学实验光学地面站的全面协调控制提供了有力保障和支持,同时作为通用的地面站控制系统,具有便于向其他望远镜控制系统移植的优点。

submitted time 2020-01-06 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits3032Downloads175 Comment 0

8. chinaXiv:202001.00011 [pdf]

基于机器学习方法的氢原子钟故障诊断研究

李荣凯; 李锡瑞; 蔡勇
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

氢原子钟作为一种精密的授时守时仪器,在科学研究与工程应用中发挥着重要作用,但目前我国原子钟还存在设备故障、可靠性差等问题。为了简化技术人员排查流程、提升维修效率,文章提出了一种采用机器学习方法,将氢钟历史运行数据作为训练样本,结合DBSCAN及人工神经网络算法得到氢钟诊断模型,从而大幅简化故障排查过程的方法。实验中将训练好的模型部署到嵌入式设备上,并把实时预判结果给技术人员作为参考,证实了这种方法的可行性及有效性。

submitted time 2020-01-06 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits2992Downloads184 Comment 0

9. chinaXiv:202001.00012 [pdf]

基于观测图像识别的天文望远镜智能故障辅助诊断系统

张豫龙; 王建峰; 李陶然; 葛亮; 兀颖; 赵勇; 姜晓军
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

我们设计并构建了基于观测图像识别的望远镜智能故障辅助诊断系统,通过收集望远镜在观测时的故障图像与传感器信息来综合判断望远镜在观测时所产生的故障,并给出相应的解决建议。我们利用卷积神经网络方法进行图像智能识别,并使用故障树分析法寻找望远镜系统的薄弱点。经过仿真与实测检验,证明了系统能够有效地发现判断故障并给出建议,提高了望远镜的可靠性,为故障诊断技术智能化做好了铺垫。

submitted time 2020-01-06 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits3133Downloads209 Comment 0

10. chinaXiv:202001.00044 [pdf]

基于Spark的SKA1-MID自校准管线分布计算实现

戴伟; 汪森; 李秋虹; 邓辉; 梅盈; 王锋
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

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。

submitted time 2019-12-26 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits3002Downloads183 Comment 0

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