分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2017-10-20 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： SExtracto:作为一套从巡天图像中检测天体并提取天体星等、位置等信息的开源软件，已经被广泛运用在深度巡天的目标源提取和测量中。深度巡天中目标源的检测能力(深度)和对轮廓重叠的目标源的分解能力往往比光子噪声带来的测量误差更重要。针对不同研究目的的目标天体的提取往往需要在对目标源的检测能力和分解能力之间进行平衡，在使用SExtracto:提取目标源时其参数设定也存在较大差异。介绍了SExtracto:在深度巡天中参数的设定，结合分析讨论了SExtracto:获取天体目标和测量的精度，同时也发现在深度巡天中使用SExtracto:提取目标源存在十分严重的过度分化问题。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2017-09-26 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 圆顶是天文望远镜系统的重要外围设备，随着望远镜技术的发展，圆顶控制技术得到不断进步。为实现云南天文台自动差分像运动大气视宁度监测仪完全自动化，开发了一套基于ASCOM和Modbus/TCP协议的圆顶控制系统。结合ASCOM天文技术标准和Modbus/TCP协议规范，详细介绍了系统的结构原理和实现方法。实测结果表明，系统具有较好的稳定性和兼容性，完全满足自动观测的需求，为中小型天文望远镜圆顶设计提供了经验和方法。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2022-06-28 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 为提高地平式太阳望远镜库德焦面的指向跟踪精度，文章首先仿真了库德光路中主光轴、方位轴、高度轴、消旋轴不同心时在库德焦面上引入的跟踪误差，分析了库德焦面指向跟踪误差的复杂性，这一问题无法用夜天文望远镜卡焦指向模型解决。然后文章提出了一种基于机器学习的支持向量回归方法来构建太阳望远镜库德焦面的指向跟踪模型，并在NVST望远镜进行了实测建模和实验论证。实验结果表明：在模型改正之前，NVST在库德焦面的指向误差最大值是650.55角秒、RMS是115.88角秒，30分钟跟踪误差是6.46角秒；模型改正之后，指向误差最大值是25.02角秒、RMS值是3.98角秒，30分钟跟踪误差是1.10角秒。由此可见，基于机器学习的支持向量回归建模方法能有效提高地平式太阳望远镜库德焦面的指向跟踪精度。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2022-05-30 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 为提高地平式太阳望远镜库德焦面的指向跟踪精度，文章首先仿真了库德光路中主光轴、方位轴、高度轴、消旋轴不同心时在库德焦面上引入的跟踪误差，分析了库德焦面指向跟踪误差的复杂性，这一问题无法用夜天文望远镜卡焦指向模型解决。然后文章提出了一种基于机器学习的支持向量回归方法来构建太阳望远镜库德焦面的指向跟踪模型，并在NVST望远镜进行了实测建模和实验论证。实验结果表明：在模型改正之前，NVST在库德焦面的指向误差最大值是650.55角秒、RMS是115.88角秒，30分钟跟踪误差是6.46角秒；模型改正之后，指向误差最大值是25.02角秒、RMS值是3.98角秒，30分钟跟踪误差是1.10角秒。由此可见，基于机器学习的支持向量回归建模方法能有效提高地平式太阳望远镜库德焦面的指向跟踪精度。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2021-05-27 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 望远镜的仪器偏振效应主要由金属镜面的反射偏振效应引起，是当前高精度天文偏振测量主要面临的技术问题。为了能够消除仪器偏振对偏振测量精度的影响，在实验室对金属镀膜材料的偏振特性进行精确而全面测量研究就显得至关重要。本文针对保护铝膜提出一种偏振特性测量方法，该方法使用两种光电调制方式对保护铝膜的Mueller矩阵关键元素进行直接测量，并基于双层膜的结构模型，使用多入射角多波长下的测量数据在不依赖色散模型以及参数假设的情况下反演光学参数。本文方法的反演结果与传统方法得到的结果保持一致，同时本文方法能够对偏振特性进行更好的表征。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2020-12-21 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 1m新真空太阳望远镜（New Vacuum Solar Telescope，NVST）的科学目标之一是对太阳活动区域进行二维光谱扫描观测。本文基于NVST多波段光谱仪和大色散光谱仪提出了垂直双光谱切换扫描系统，可实现相互垂直的两个光谱仪的光谱扫描观测任务，并参与实现两个光谱仪之间的切换。分析了光谱扫描观测的原理和过程，结合NVST终端仪器系统的具体构造，完成了扫描系统的光机结构设计和装调分析工作，并对扫描系统进行了性能测试，包括系统稳定性、扫描直线度以及扫描步幅精度测试，测试结果满足预期功能需求和精度要求，为后续NVST进行常规光谱扫描观测提供了支持。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2020-09-03 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 半高宽法和像运动法是估算大气视宁度的常用方法。这两种方法的估算精度都会受到望远镜跟踪误差，风或机械振动等因素的影响。提高视宁度估算精度在高分辨成像、选址、台站视宁度监测等领域有重要意义。对于半高宽法，用二维高斯函数拟合长曝光点源单星星像并选取合适方向的半高宽估算视宁度，与谱比法对照发现可以有效改善跟踪误差，风或机械振动等因素的影响。对于像运动法，用主成分分析方法找到一系列斑点图重心位置在合适方向上投影的方差，以此估算视宁度，与谱比法对照发现可以有效改善跟踪误差，风或机械振动等因素的影响。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2020-07-21 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 自动气象监测系统是现代天文观测台站必备的辅助系统之一，传统自动气象系统是基于微控制器或PC开发的。微控制器多用于工业控制，无法满足多任务和批量数据的快速处理；PC由于高功耗、高成本及低可移动性无法在野外如选择台址时使用。为了克服上述两种开发方式的缺点，本文采用基于ARM架构的嵌入式系统为抚仙湖NVST开发一套低功耗、低成本、高稳定性的自动气象监测系统。本文介绍了NVST气象站的整体设计，软硬件功能以及调试中遇到的问题及解决方法。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2020-06-23 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 在卫星激光测距系统中激光光斑特性的好坏关系到测距成功与否，而经望远镜出射后的真实激光光斑特性尤为重要。为了准确掌握经望远镜出射后的激光光斑特性，提出了一种精准测量激光光斑特性的方法。首先将激光照射在一定距离的漫反射屏上，利用CCD相机采集激光光斑的漫反射图像，同时利用安装在漫反射屏上的能量计实时记录光斑相应区域的激光能量，最后结合激光光斑的CCD图像以及光斑相应区域的能量分布，分析计算出激光光斑的相关特性参数。文中详细给出了激光光斑的测量原理、实验方案以及数据处理方法，并通过实测数据精确的计算出了经望远镜出射后的激光光斑半径、发散角、平均能量密度分布等参数。实验结果表明：本测量方法具有测量精度高、响应速度快、操作简单，易于控制等优点，在激光光斑测量方面具有重要的应用前景。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2020-05-06 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 为充分利用丽江2.4米望远镜有限的卡焦接口，提高观测效率，研制了一个双视场天文观测终端，在2.4米望远镜上实现不同视场和图像比例尺等参数，进行快速测光和高分辨成像等天文观测，以满足天文学家的不同观测需求。针对该终端对滤光片轮精度和大视场光路与小视场光路切换的精度要求，以及对EMCCD相机图像采集的速度要求，本文采用三层电机闭环控制以及多线程并发执行等技术，实现了该终端中滤光片轮、大视场光路与小视场光路切换的精确控制，以及EMCCD相机图像的快速采集与存储。最后在实验室进行了详细测试，结果表明所设计的控制与图像采集能满足该终端的各项性能指标和功能指标的要求。
分类： 天文学 提交时间： 2018-12-04 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： CMOS 相机是一种重要的固体成像设备。随着科研级 CMOS 相机的性能不断提高，现在广泛应用于科研领域。抚仙湖的新真空太阳望远镜( New Vacuum Solar Telescope，NVST)的成像设备也在使用 CMOS 相机。因此建立一个天文 CMOS 相机测试系统，对于新购 CMOS 相机的验收以及现有 CMOS 相机的定期检测和维护有十分重要的意义。本文介绍了天文 CMOS 相机测试平台的硬件组成，并针对实际测试中对设备控制的需求，以及利用控制器对相应的设备直接控制，提出了基于 TCP/IP 协议以及串口通信的设计方案，利用 C#编程语言设计了一套多线程并行的控制系统软件，实现各设备在局域网内的远程并行控制。通过对设备的运行测
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2018-07-03 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 为了确定月球与即将发射到地月系 L2 点的中继星之间的位置关系进而估算中继星激光测距的成功率，按照晕轨道周期为14天左右的要求对中继星所在的晕轨道进行了计算，并建立了一个综合考虑望远镜抖动、大气抖动和预报轨道横向偏离的模型。从数值上给出了一条轨道周期为 14.78 天，X 方向 (地月连线方向) 的振幅为12493km，Y方向为 34596km，Z方向 (垂直于地月轨道平面方向)为11916km的周期轨道。由于晕轨道的最小振幅远大于月球遮挡的临界振幅 4000km，因此月球对中继星不存在遮挡问题。基于上面建立的测距成功率模型，根据昆明站 (国际编号：7820) 的激光测距系统对运行在该晕轨道上的中继星进行测距成功率分析，结果表明：测距成功率随着中继星横向轨道标准差的增大呈现快速降低的趋势。对于中继星到测站的平均距离而言，当中继星没有横向偏离时，探测器产生的光电子数为0.151，成功率为14.07%；横向偏离2km时，光电子数降为0.035，成功率降为3.46%。对比最近距离与最远距离的情况，无横向偏移的情况下，探测器产生的光电子数从 0.174 降为 0.139，成功率从16.01%降为13.02%。根据上面所有的计算结果，为后续云南天文台1.2m 望远镜实现中继星激光测距提供参考。
分类： 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间： 2018-06-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 1m新真空太阳望远镜的成像系统包括Hα、Ca II、He I 3个窄带成像通道，三者均使用里奥滤光器系统进行单色像观测。以Hα通道实测图像为例，探讨了在线心-线翼的偏带观测出现的太阳像亮度空间分布不均匀问题的原因。该不均匀性不同于杂散光，其空间分布形式与变化程度随观测波长点的不同而不同。通过对多组实测数据的分析认为,出现该亮度不均现象的根本原因是滤光器的视场效应，视场边缘区域的工作波长相对中心区域发生频率漂移。频漂的程度和空间分布特征与光路装调密切相关，通过分析对比2017年3月光路调整前后频漂情况得出结论：在目前Hα成像通道的2.2’的视场范围内，视场频漂量最大为0.05Å，小于透过带带宽，且仅出现在视场左下角边缘。
分类： 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间： 2018-06-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 为了满足1m新真空太阳望远镜高分辨率磁像仪对图像采集的需求，研制了基于KD*P偏振调制和同程异构的图像同步采集时序控制系统。通过对KD*P的偏振调制特性和sCMOS相机的Rolling曝光及外触发工作特性进行详细分析，设计了同步控制时序，并给出了系统的工作流程。在深入研究工作时序各参数之间的相互制约关系，并对各时间参数随机波动量进行了大量的实测和统计分析之后，得到了系统运行的时序条件。最后在几种工作状态下对时序系统进行了实测，从而证明了所设计的时序控制系统满足磁像仪对KD*P偏振调制和同程异构的序列斑点图同步采集的要求。
分类： 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间： 2018-06-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 脉冲星信号在星际空间传播的过程中，由于星际介质的存在造成观测到的脉冲星信号发生色散，因此需要对接收的脉冲星信号进行消色散，以获得原始的脉冲星信号。目前，消色散方法主要分为两种，相干消色散和非相干消色散。相对来说相干消色散效果彻底，算法较简单，而且能保留原始数据的时间分辨率，不过计算量较大，但是现在快速进步的计算机技术已经使计算量的问题得到很好的解决。为了精确了解两种消色散方法的区别，利用相关系数的方法定量地比较了相干消色散、非相干消色散两种方法的效果：在一定的频率值之下，前者得到消色散效果优于后者。同时确定两种消色散方法在效果相同时的观测频率。
分类： 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间： 2018-06-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 作为抚仙湖1m新真空太阳望远镜的观测终端之一，多波段光谱仪需具备两个观测模式，即空间二维扫描观测以及偏振光谱测量，从而实现诊断太阳矢量磁场及其动力学特征的科学目标，本文工作则紧紧围绕如何架构和实现上述两种观测模式而展开。首先明确观测模式对三大重要光电机构（即空间扫描机构、偏振分析器和仪器偏振定标机构）的基本要求，其次从实测太阳物理需要出发，分析这些要求的具体实现方法（连续式或步进式）、控制精度（10-2 或10-3）以及信噪比提高方法（多帧叠加或多组叠加）等。最后梳理并给出了多种观测模式的流程图，并将不同观测模式集成于一个采集控制程序之中，投入实测，分别进行了多组活动区二维空间扫描观测和黑子偏振光谱测量，取得了较好的结果。
分类： 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间： 2018-06-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 法珀滤光器在我国天文界得到了越来越广泛的应用，目前云南天文台抚仙湖太阳观测站已购进两台法珀滤光器，准备用于1m新真空太阳望远镜的光谱观测中。由于国内对法珀滤光器研究还比较少，国外相关资料尚不能查询到，因此了解其控制系统，不仅是自研法珀的需要，也是日常工作中必须的基础。针对这一趋势，在简介法珀滤光器原理的基础上，介绍了法珀滤光器的控制系统，并对控制系统数字前端AD转换精度要求进行研究。通过计算F-P平行板控制精度，最终选出符合要求的模数转换器。
分类： 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间： 2018-06-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 将CMOS相机应用于云南天文台53cm双筒望远镜激光测距系统，使得空间目标测距回波率以及测距成功率得到大幅提升。在分析CMOS相机采集的数字图像信息的基础上，提出了优化的图像处理和激光光尖提取算法，有效实现了激光光尖的识别和目标质心坐标的提取。首先采用中值滤波和均值滤波对图像进行去噪声处理，然后使用最大类间方差法（Otsu）计算阈值对图像进行二值化以及选用Roberts算子进行边缘提取，最后采用最小二乘法进行直线拟合求解光尖坐标并计算其位置偏差。结果对进一步研究CMOS相机在53cm双筒望远镜激光测距系统中的应用有重要意义。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2018-05-28 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 太阳图像中包含了各种不同尺度、不同结构以及不同亮度的活动现象，它们都是实测太阳物理的研究目标。这些活动现象经常会使图像显示的跨度过大，导致图像暗弱细节结构被隐藏。对于地基望远镜，由于地球大气对观测数据的影响，也造成图像整体对比度下降。这些都不利于人们直观地从图像中发现感兴趣的太阳活动现象或结构特征。针对这些问题，运用直方图规定化的方法对实测太阳物理中常遇到的几类观测目标图像（太阳极紫外像，太阳光球黑子像，色球活动区像以及色球日珥像）进行处理，通过瑞利分布、双高斯分布以及三重瑞利混合分布等直方图形式实现对这几类图像的显示对比度增强。通过对空间望远镜SDO的极紫外太阳像和1m新真空太阳望远镜（New Vacuum Solar Telescope, NVST）的色球和光球像的处理展示了该方法的处理效果。结果表明,方法可以有效提高各类太阳活动现象的显示度，便于人们在研究初期发现感兴趣的活动现象。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2017-10-20 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 由于1 m太阳望远镜主体、光电导行及终端仪器消旋平台等的结构特点，即使光电导行系统闭环后，望远镜长时间跟踪精度仍然较低。为了解决这一问题，首先根据望远镜的结构特点分析了跟踪误差随时间变化的原因，然后通过理论和实测分析了误差的变化特点，研究了如何通过相关算法检测望远镜折轴焦点F3焦面的高分辨率成像观测系统中的图像移动量，并平滑高频分量，分离出低频分量以反馈给望远镜定位跟踪系统，进一步提高望远镜的长时间跟踪精度。最后进行了高分辨率成像观测系统中Ti0通道闭环跟踪实验，实验表明，在4小时的闭环跟踪时间内，跟踪误差的均方根值为0. 52"，表明通过折轴焦点F3成像观测系统中的图像移动量对望远镜实行闭环跟踪能够提高望远镜的长时间跟踪精度。
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