Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2022-05-30 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract:耀斑和日冕物质抛射(Coronal Mass Ejection,CME)期间产生的非热高能粒子流和激波是产生灾害性空间天气事件的两种主要因素,它们主要观测特征分别是具有快速频率漂移特征的射电Ⅲ型暴和具有较为缓慢频率漂移的射电Ⅱ型暴。本文主要介绍了使用概率霍夫变换(Probabilistic Hough Transform)的方法,在观测数据中自动识别出太阳射电Ⅲ型暴和Ⅱ型射电暴,并提取射电Ⅲ和Ⅱ型暴的特征参数,最后利用识别出的射电Ⅱ型暴的物理参数估计了CME激波的速度。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2021-05-27 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract: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。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2021-01-29 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract: 南极高原拥有独特的天文观测条件,为对南极中山站夜天文观测条件进行实测研究,中国科学院云南天文台特殊研制了一套具有耐低温、自动除雪除霜等适应南极气候性能的全自动全天信息采集系统。该系统可以提供实时的全天云量、天光背景和全天图像,并可将信息推送到网页实时显示。本文介绍了这套系统的研制,及为适应南极气候所进行的耐低温实验。后统计分析了中山站2016-2017两个年度的全天信息数据,初步得出中山站的可观测小时数、可观测夜数、天光背景及温湿度条件。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2020-12-21 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract: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。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2020-10-26 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract:为先进地基太阳望远镜(AST-G)主镜支撑系统预研,本文设计了一套基于CAN总线通信的主动光学镜面位姿调整驱动系统。首先面向一个主动支撑样机实验平台,开展了镜面运动学理论分析及位姿解算,然后采用STM32设计了一个主节点和三个子节点,实现了镜面位姿驱动系统中位移促动器的分布式控制。最后,开展了基于CAN总线的位移促动器性能测试及镜面位姿调整实验验证。结果表明,位移促动器的控制精度优于1μm RMS,镜面绕X、Y轴的转动误差优于1'' RMS,镜面Z轴方向平动误差优于1μm RMS。本文所提基于CAN总线的位姿驱动系统研究为先进地基太阳望远镜(AST-G)主镜支撑系统的研制提供了技术探索,也可为其它主动光学应用系统提供参考。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2020-07-21 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract: 光度观测是地基观测空间目标的主要观测手段之一,利用空间目标的光度信息能够估计空间目标的相关特征信息。为了更好地了解空间目标旋转状态,选取具有代表性的猎鹰九号火箭末级作为研究对象,由其光变信息研究旋转状态。首先利用云南天文台1.2米光学望远镜获取猎鹰九号火箭末级的光度数据,再对目标星等进行斜距归一化,得到目标光变信息并分析目标星等随时间变化的光变曲线,估计其大致的旋转周期,再由相位离散最小化方法计算出会合周期。根据太阳、目标和测站之间的位置关系、惯性主轴指向、旋转轴指向、初始相位等因素,采用姿态旋转矩阵来计算理论星等,利用最小二乘原则确定惯性主轴方向及初相角度、旋转轴指向。最后给出了猎鹰九号火箭末级的旋转周期,会合周期以及旋转轴指向等参数,为后续开展其他空间目标光度信息研究提供参考。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2020-06-24 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract: 四川稻城县无名山址点是云南天文台新近选定的天文台址。为实现在无名山50CM光学望远镜开展远程自动观测试验,需要对圆顶进行远程自动控制驱动开发。圆顶驱动基于ASCOM标准,采用Modbus/TCP协议连接PLC控制器,实现了圆顶的自动控制。重点介绍了圆顶控制原理和实现方法,结果表明,圆顶控制系统具有融合度高、使用方便的特点,满足远程自动观测的需求,对于相似的中小型观测系统具有一定的借鉴意义。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2020-06-23 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract: 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。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2019-04-08 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract: 本文首先对鹊桥卫星任务轨道进行计算,通过数值方法给出一条有效的近似模拟鹊桥卫星探测任务的目标轨道。计算给出了云南天文台距鹊桥卫星的最大和最小距离,并对最大距离和最小距离激光测距回波光子数进行对比分析,对影响鹊桥卫星激光测距成功率的关键因素进行研究对比分析。计算在最近观测距离时间段鹊桥卫星与月球的最小距离和最小z方向垂直距离,针对鹊桥卫星分析计算给出2019年下半年云南天文台鹊桥卫星激光测距观测任务时刻表,根据以往月球激光测距积累的经验,通过对观测任务时刻表的分析计算结合影响测距的因素给出了提高激光回波光子数和测距成功率的改善方法。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2019-03-25 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract:对拼接主镜进行主动控制是拼接镜技术的难点之一,8m 环形拼接太阳望远镜主动光学的 控制性能主要取决于倾斜探测的精度与控制模型建立的准确程度。在研制主动控制系统时,需要对倾斜探测精度定标以及建立较为准确的控制模型,即对主动控制系统定标。实验系统中搭建了用于实时探测拼接子镜倾斜的 Shack-Hartmann 波前传感器,并对其重复测量精度进行了定标,精度达到 0.014arcsec,接近 8mRST 面形控制要求。然后利用边缘传感器和 Shack-Hartmann 波前传感器测量了两镜主动控制系统的控制矩阵,建立较为准确的控制模型。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2018-12-19 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract: 射电天文已成为人类研究宇宙的重要途径。但随着人类生产、生活的发展,射 频干扰信号对射电天文观测的影响越来越严重,观测数据的好坏关系到科学成果的质量甚至 结论的真伪。目前广泛采用基于阈值判断射频干扰,对干扰信号直接舍弃部分观测数据的方 法。此类方法存在阈值确定困难、观测带宽和时间被缩减等问题。本文针对脉冲星观测射电 信号中,各干扰信号及射电信号统计独立以及呈现出的非高斯性,利用独立成分分析对混合 信号进行分解;并根据观测信号中脉冲星信号和干扰信号的分布特点,识别脉冲星信号,实 现干扰信号消除。使用该方法对云南天文台40米射电望远镜接收到的脉冲星观测信号进行独 立成分分析,分解出独立的RFI信号和脉冲星信号,消除射频干扰信号。本文方法在干扰信 号消除、射电信号保留及信噪比方面均取得良好效果。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2018-09-11 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract: 平方公里阵列(Square Kilometre Array,SKA)望远镜建成后将会具有超高的灵敏度、超快的巡天速度以及宽视场,进而产生超海量的观测数据。在SKA天文台与各国区域数据中心间的海量数据同步/传输是当前SKA建设中的一个难点。SKA先导项目使用的下一代归档存储系统(Next Generation Archive System, NGAS)在应用测试中存在效率低下,性能不足等问题。本文提出了一种基于ZeroMQ的数据存储与同步方法,通过采用更加高效的异步消息机制实现同步传输数据,回避了NGAS原有的采用HTTP协议的局限。实验结果表明新方法在平均数据归档存储效率方面比NGAS原有方法快了将近40倍,能够基本满足10GB带宽的全速传输需要,取得了较好的使用效果。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2018-09-10 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract: 基于VHF频段射电天文干涉阵列的天线,研究地网以及不同环境对天线辐射特性包括增益、方向图、谐振点等参数的影响。结果表明,无地网条件下,天线在干燥土壤和沙地上增益分别是3.06dB和1.44dB,且存在明显的旁瓣和后瓣;在两种潮湿地面上,分别是4.33dB和4.25dB。增加地网后,天线在干燥土壤和沙地的增益分别为4.87dB和4.97dB,潮湿土壤和沙地分别是4.39dB和4.40dB。并且方向图不存在明显的后瓣和旁瓣,谐振点稳定在27.0MHz和69.5MHz处,且在此之间的频段中,驻波比均满足银河噪声限制条件。最后得出结论,在干燥土壤和沙地上铺设地网时,VHF天线性能最好,噪声最低,这对于大规模的VHF天线阵列的基础构建环境选择至关重要。
Subjects: Astronomy >> Astronomical Instruments and Techniques submitted time 2018-06-21 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract: In the research of the Solar observation, the registration between high-resolution observation images and full-disk Solar images is a greatly meaningful work. However, it is difficult to register with high accuracy due to the rotation, scaling and translation between them. This paper presents an image registration method combining local statistical information and control point matching: At first, between the high-resolution observation image and the full-disk Solar image is preliminary estimated about the orientation, scale, and positional parameters. Then the images are pretreated based on the estimated parameters. And then the pretreatment of the field of view is divided into a large number of overlapping local regions equally. Each corresponding local area is determined by the Correlation matching on the full-disk after preprocessing. Next, the sub-pixel offset between each pair of local regions is then measured, and the coordinate positions of the feature point are determined according to the sub-pixel offset between each pair of local regions, which is used as the feature control point in the point matching. Finally, the conversion equations of the affine transformation are established according to the control point, then use the least squares to solve the entire field of view of the transformation parameters. The image is reiterated according to the parameters to be solved, and the transformation parameters are obtained after the final iteration to register images. By registering the high-resolution observation images and the full-disk Solar SDO/HMI continuous spectrum, the deviation of fitting results is within 0.25 arc-seconds.
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2018-05-29 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract: 明安图射电频谱日像仪(MingantU SpEctral Radioheliograph, MUSER)目前已经进入常规观测,必将产生海量的观测数据。针对日像仪需要高效管理其产生的海量观测数据并提供高效检索服务的需求,负数据库管理系统提出并被应用到日像仪中。详细介绍了负数据库的接口设计与实现,并通过实验验证了所设计接口的有效性和性能。负数据库管理系统不仅可以有效解决其面临的问题,也可以为新一代望远镜负数据库管理系统提供参考。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2018-05-28 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract: 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。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2018-05-23 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract: 中国科学院云南天文台多年来积累了近16 000张手绘太阳黑子观测数据,建立完善的查询与统计系统对这些海量数据进行科学的管理与统计分析成为必要。数字化数据包括太阳黑子记录近9万个,有效记录数据100万余个。系统提供了一个数据管理、数据检索、数据统计分析的平台。借助数据管理系统,可对太阳黑子相关参数进行长周期的统计。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2018-05-15 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract: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。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2017-09-26 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract:根据抚仙湖 1 m 新真空太阳望远镜高分辨率重建算法,从理论上分析了非等晕效应对斑点干涉术和斑点掩模法的影响。使用实测光球数据以不同子块大小分别进行高分辨数据重建,通过对不同子块大小情况下重建图像的功率谱、相位的比较,对非等晕效应的影响进行分析。结论表明,当重建区域大小超过等晕区大小时,非等晕效应会限制斑点干涉术和斑点掩模法的有效性,由于算法失效会导致模和相位重建的准确度降低。最后结合图像处理程序的具体情况,对算法的进一步优化提供了建议。
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes submitted time 2017-09-26 Cooperative journals: 《天文研究与技术》
Abstract:在太阳观测研究中,高分辨图像与全日面像的配准是一项非常有意义的工作,但由于他们之间存在着旋转、缩放和平移,因此很难高精度地进行匹配。提出一种结合局部统计信息和控制点匹配的图像配准方法,核心思想为将视场等间隔划分为大量重叠的局部区域,通过相关匹配在全日面像上寻找对应的局部区域,然后计算每一对局部区域间的亚像元偏移,根据偏移量确定每一对特征点的坐标位置,据此作为点匹配中的特征控制点;最后根据控制点建立仿射变换的转换方程,采用最小二乘求解整个视场的转换参数,根据解出的参数重新对图像进行迭代,得到收敛后的结果并进行配准。通过对高分辨观测图像和全日面SDO/HMI连续谱图像进行配准,拟合结果的偏差在0.25” 以内。