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1. chinaXiv:202005.00048 [pdf]

射电干扰中基于测距的定位算法研究

赵清华; 李建斌; 张涛
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

对于射电望远镜观测的天文研究,即使很微弱的射频干扰也会导致观测失败或降效。当前射电望远镜台址射频干扰越来越多,需尽快尽量将射频干扰源找到并予以消减。无线定位技术成为查找干扰源时,获取射频发射源准确位置的重要技术手段。基于测距的无线定位算法因其定位精度高,稳定性强而备受关注。本文对几种基于测距的无线定位算法进行研究,分析比对这几种测距定位算法的特点。通过比对,TDOA(Time Difference of Arrival,基于到达时间差)定位算法计算复杂度低,定位精度高;RSSI(Received Signal Strength Indication,基于接收信号强度)定位算法简单易于实现。在此基础上提出了一种基于TDOA定位算法和RSSI定位算法数据融合的测距无线定位算法,该算法在通过TDOA定位算法获得多个初始位置估计值的基础上引入以信号接收强度作为初始位置估计值的权值的数据融合方式,通过线性加权归一化处理获得一个定位精度较高的位置估计值。因信号接收强度易于获得,该数据融合算法在TDOA定位算法基础上增加的计算量较小,且仿真结果表明该算法较单一的TDOA定位算法降低了约20%的定位误差,有效提高了定位精度,便于快速低成本发现射频干扰源。

submitted time 2020-05-14 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits405Downloads339 Comment 0

2. chinaXiv:202005.00040 [pdf]

全日面磁场与活动监测望远镜轴系升级

陈垂裕; 郭晶晶; 林佳本; 邓元勇
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

在天文观测中,需要望远镜能快速、准确的指向目标天体(如太阳等),并对其进行稳定跟踪。本文针对怀柔太阳观测基地(HSOS)的全日面磁场与活动监测望远镜(SMAT)进行轴系升级,使用伺服电机轴上23位高精度绝对式编码器替代光栅钢带码盘;通过VSOP87行星理论实时计算日面中心位置,使用基于大面阵CCD的高精度导行系统不间断跟踪太阳并记录太阳位置,利用最小二乘法分段拟合太阳实时位置与绝对值编码器数值,建立起指向算法并实现日面中心指向。经实测,赤经方向的指向误差约为36.69″,赤纬方向的指向误差约为21.49″,满足SMAT的指向要求,该方法成本低兼容性高,对于其他赤道式望远镜的升级改造具有借鉴意义。

submitted time 2020-05-12 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits246Downloads138 Comment 0

3. chinaXiv:202004.00054 [pdf]

全日面太阳磁场望远镜精密温控系统研制

张鑫伟; 林佳本; 邓元勇
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

双折射滤光器是太阳观测中的重要设备,其中的双折射晶体的折射率对温度变化非常敏感,光学设计要求滤光器温度控制系统的稳定精度达到0.01℃以内,才能保证滤光器精确稳定地工作。太阳望远镜中双折射滤光器构型复杂,使用环境恶劣,其高精度温控一直是国际公认的核心技术。针对全日面太阳望远镜滤光器的温控问题,设计了基于积分分离PI加前馈的复合温控系统,实现了对滤光器的高精度恒温控制。系统使用24位AD实现高精度温度采集,采用数字滤波算法提高测温精确度;积分分离PI结合环境温度作为参数的前馈控制的复合控制方法,输出PWM控制策略,实现对滤光器高精度温控。相比原有的滤光器温控系统,本系统在保持原有温控精度的前提下,大大简化了系统设计。结果表明:当设定温度为42.216℃时,在实验室中,温控精度达到±0.001℃;该温控系统已经在怀柔观测基地投入使用,最大温度波动0.0075℃,控制效果准确稳定,获得大量高质量科学数据。

submitted time 2020-04-26 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits1410Downloads147 Comment 0

4. chinaXiv:202004.00055 [pdf]

基于多重网格的射电源条纹搜索算法研究

孙晓彤; 童力; 郑为民; 余赟
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

空间VLBI是未来重要的发展方向,但其观测系统和轨道等不稳定因素会导致VLBI相关处理机所需的预报时延模型与实际时延相差较大,在这种情况下很难获得干涉条纹。本文提出了基于多重网格的射电源条纹搜索算法,可以在不使用时延模型的情况下,使相关处理机在较大范围内从原始数据中自动完成搜索干涉条纹。利用滑动窗口技术提高搜索范围,多重网格技术提高搜索效率。实测数据表明,该算法在能够不依赖先验预报时延模型的情况下成功获得VLBI射电源干涉条纹。

submitted time 2020-04-26 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits1281Downloads221 Comment 0

5. 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》 Hits2249Downloads335 Comment 0

6. 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》 Hits4710Downloads367 Comment 0

7. 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》 Hits4569Downloads320 Comment 0

8. chinaXiv:201911.00069 [pdf]

大理挖色凤尾箐地区夜天文气象特征的统计分析

王晶星; 宋腾飞; 刘煜; 李忠木; 申远灯; 黄锦; Oloketuyi Jacob; 张雪飞; 刘顺庆; 李小波; 赵明宇
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

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。

submitted time 2019-11-13 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits1828Downloads331 Comment 0

9. chinaXiv:201911.00074 [pdf]

射电望远镜台站的Android手机干扰管理APP设计与实现

李军; 王娜; 刘志勇; 李宁; 杨垒; 颜帅
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

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。

submitted time 2019-11-13 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits945Downloads288 Comment 0

10. chinaXiv:201909.00188 [pdf]

基于聚类的星系光谱分析

张茜 ; 张健楠; 赵永恒
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

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。

submitted time 2019-09-18 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits3580Downloads347 Comment 0

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