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1. chinaXiv:201805.00149 [pdf]

基于波纹管的气压式力促动器设计与实测

王正兰; 杨德华; 吴常铖; 金振宇
分类: 天文学 >> 天文学

针对2m环形太阳望远镜主镜轴向支撑设计需求和指标,研制了一种基于波纹管的气压式力促动器,开展了全面实验测试。该气压式力促动器采用可伸缩高强度高弹性金属波纹管作为核心器件,采用线性轴承作为导向机构,并集成单向压力传感器作为力反馈元件,同时在设计中考虑了安装调整工艺便捷性。经测试,该气压式力促动器单向输出力达200N,输入气压与输出力线性度误差小于2%,力分辨率小于0.23N,闭环力精度优于±0.3N。测试结果验证了该气压式力促动器原理和结构简单,安装维护工艺良好,达到了设计指标,可满足2m环形太阳望远镜主镜轴向支撑的需求。研制工作为气压式力促动器的设计细节改进及主镜支撑系统的工艺优化奠定了基础,并可为其它精密光学镜面支撑系统的工程应用提供参考。

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2. chinaXiv:201805.00150 [pdf]

NVST偏振观测系统的运动控制实现

覃瑛 ; 彭建国; 张涛; 侯俊峰; 顾伯忠; 许骏
分类: 天文学 >> 天文学

云南天文台的1m新真空太阳望远镜(New Vacuum Solar Telescope,NVST)是我国在太阳物理和空间科学对太阳进行光学和近红外观测的主力设备,主要科学目标是高精度、高时空分辨率的太阳磁场测量。NVST采用机械扫描偏振观测方式,由于其光学系统的结构特性导致望远镜在跟踪太阳的过程中不可避免地引入了随时间变化的偏振效应,因此在进行偏振观测时需要进行系统定标,整个系统由定标单元、分析单元和探测器组成,其间涉及的多个运动部件均有复杂精密的运动要求。针对偏振定标过程和偏振观测过程中各光学器件的运动需求,给出了定标单元和分析单元的控制要求,实现了不同观测模式时各部件的运动要求。基于TCP/IP协议的远程控制方案,集成了采用串口通讯的各商用驱动控制器,开发了一套在.NET架构下的定标单元控制软件和相应的用户界面,并预留了OCS接口。性能测试表明,系统符合实际观测要求,现已投入使用,为后续的偏振观测奠定了基础。

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3. chinaXiv:201805.00151 [pdf]

基于NSGA-II算法的多目标快速选星方法

徐小钧,; 马利华; 艾国祥
分类: 天文学 >> 天文学

全球卫星导航系统多系统选星问题能够转化为有约束条件的多目标优化问题求解,可以同时优化几何精度因子(GDOP)和选星数目这两个目标,从而在减少接收机运算量的同时获得良好的定位精度。本文提出了一种基于NSGA-II算法的多目标快速选星方法,该方法利用选星问题的序贯性生成初始种群,改进了约束处理方法,并选取合适的遗传算子和效用函数做出选星决策。通过仿真,证实该选星方法具有良好的可靠性和实时性,且不依赖于卫星的几何位置分布,可适用于有障碍或者遮挡的复杂情况。

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4. chinaXiv:201805.00152 [pdf]

基于STM32的可调恒温滤光片转轮盒的设计

徐艺灵; 张鸿飞; 姜逢欣; 陈金挺; 陈亚奇; 贾明皓; 董书成; 陈杰; 杨臣威; 王坚
分类: 天文学 >> 天文学

为了满足1.2m望远镜天文成像系统对科学目标的观测,设计了一个基于STM32控制的可调恒温滤光片转轮盒。转轮盒内有三个转轮,在各自电机驱动下可配合转动,实现最多15个滤光片的自动切换。为确保滤光片的稳定工作波长,转轮盒内置基于PID温控算法的保温系统,以保持转轮盒内部在设定温度。上位机可通过串口与电控盒进行指令通信,并由电控盒直接驱动转轮电机及加热保温。整个系统结构紧凑,电控安全性好,单片机程序功能完备。最后测试证明该转轮盒在低温-25℃时能正常工作,在恒温模式下能使温度保持在目标温度±1℃以内,长时间工作时性能稳定,切换一次滤光片的用时在10s以内。

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5. chinaXiv:201805.00153 [pdf]

利用端部效应改善的最小二乘外推模型进行UT1-UTC预报

雷 雨; 赵丹宁; 蔡宏兵
分类: 天文学 >> 天文学

现有UT1-UTC预报模式在进行周期项与残差项拟合分离时,通常没有考虑最小二乘拟合序列的端部畸变现象(数据处理中称为端部效应),预报精度难以取得较大改善。针对最小二乘拟合存在的端部畸变现象,首先采用时序分析方法在UT1-UTC序列两端进行数据延拓,形成一个新序列,然后用新序列求解最小二乘外推模型系数,最后再联合最小二乘外推模型及神经网络对UT1-UTC序列进行预测。结果表明,在UT1-UTC序列端部增加延拓数据,可以有效地抑制最小二乘拟合序列的端部畸变;相对于常规最小二乘外推模型,基于端部效应改善的最小二乘(edge-effect corrected least squares,ECLS)外推模型的UT1-UTC中长期预报精度改善明显。

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6. chinaXiv:201805.00154 [pdf]

基于ZeroMQ的新一代望远镜自动控制系统的通信框架设计

邓辉; 钟文杰; 付映雪; 王锋; 卫守林
分类: 天文学 >> 天文学

随着天文技术的进步,天文望远镜系统组件日趋于复杂化,望远镜自动控制系统已成为望远镜进行常规观测的核心组成部分。通常执行一个完整的观测计划需要不同设备之间相互配合,协同工作,因此,具有一个高效的底层通信框架是望远镜自动控制系统成功的关键。ZeroMQ是一个高性能的网络通信程序库,提供了多种基础的通信模型,可用于构建复杂的分布式程序,非常适合天文望远镜观测控制这样的分布式、多种通信模式并存和低延迟要求的场合。回顾了在望远镜控制系统中广泛使用的CORBA,DCOM,原生Socket等网络技术,给出了基于ZeroMQ的新一代望远镜自动控制系统通信框架的总体设计,讨论了套接字设计、消息模型设计、序列化等关键技术的解决方案。

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7. chinaXiv:201805.00155 [pdf]

天马望远镜K波段双模环型滤波器的研究

陈丽; 李斌
分类: 天文学 >> 天文学

低插入损耗、边带陡峭的带枝节的双模弯曲方环形带通滤波器,用于射电天文K波段(18-26.5GHz)多波束接收机的小型化集成下变频系统。该滤波器采用正交直连馈线,获得低插入损耗,再加载调谐枝节构成一个边带陡峭的宽带滤波器。从测量结果可知:单环滤波器的3dB带宽为42.8%,在17.4GHz-26.9GHz频带内的回波损耗小于-20dB,插入损耗为-1.05dB。15.1GHz-16GHz和28.1GHz-28.9GHz的阻带抑制度大于35dB;双环滤波器的3dB带宽为39.8%,在17.7GHz-26.5GHz频带内的回波损耗小于-14dB,插入损耗为-1.27dB。12.8GHz-15.3GHz和27.9GHz-30.6GHz的阻带抑制度大于35dB。两个滤波器的测试结果和仿真结果吻合度很高。

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8. chinaXiv:201805.00156 [pdf]

恒星大气参数测量

袁海龙; 张彦霞; 张昊彤; 赵永恒
分类: 天文学 >> 天文学

从恒星的研究意义谈起,介绍了恒星大气参数的基本概念及研究意义;阐述了恒星参数测量方法的分类:直接测量和间接测量。着重评述了间接测量方法,包括测光方法、红外流量方法、巴尔默线轮廓拟合、谱线比例方法、线指数方法、金属线诊断法、光谱模板拟合和机器学习方法等。指出在大型巡天数据中光谱模板拟合与机器学习方法的优势及其广泛应用。对于高分辨率光谱,金属线诊断仍然备受天文学家青睐;红外流量方法的测量结果常用来定标。

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9. chinaXiv:201805.00157 [pdf]

新疆天文台Taurus 高性能计算系统

张海龙; 冶鑫晨; 聂俊; 陈龙飞; 托乎提努尔; 王杰; 崔辰州; 李长华; 朱艳; 张萌
分类: 天文学 >> 天文学

新疆天文台Taurus高性能计算系统由1个登陆节点、16个计算节点、2个I/O节点、100TB高速存储组成。其CPU理论双精浮点计算能力6.7584Tflops,通过Linpack测试实际峰值为6.289Tflops,可提供计算能力为理论值的93.06%;GPU理论计算能力18.72 Tflops,实际测试计算峰值为14.882Tflops,计算效率为理论能力的79.5%。系统计算与存储节点均采用56Gb Infiniband交换互连,通过IOZone测试存储系统,单节点写可达460MB/s,多节点写可达800MB/s。系统已在多相滤波及消干扰GPU算法加速、蒙特卡罗模拟等领域得到了应用。

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10. chinaXiv:201805.00158 [pdf]

基于宽光谱条纹对比度的菲索型光干涉望远镜共相检测与控制方法

王蓓; 陈欣扬; 郑立新; 李可新; 颜召军
分类: 天文学 >> 天文学

菲索型光干涉望远镜得到高分辨率成像的关键是需要消除各子镜之间相位平移误差。宽光谱条纹对比度检测法是一种检测相位平移误差的有效办法。基于物理光学基本原理,论证了平移误差与系统点扩展函数的关系,进而仿真了共相远场条纹像,分析了共相检测与控制过程和数据预处理的方法,提出了加权对比度的算法和共相维持的方法,最终得到了共相远场像,并与仿真结果进行了对比。结果表明,实验与仿真的共相远场像能量分布形态以及数值都比较接近,该方法可以实现对子镜之间相位平移误差的检测与控制。

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