分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2022-11-22 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 针对多通道数字相机因信号串扰导致的输出图像重叠问题,基于自行研制的四通道CCD数字相机系统数据,对串扰系数进行了追踪测试,发现串扰系数与输入信号强度和系统读出速度有特定的规律。对于这类系统噪声类串扰,提出了一种基于定标和图像处理的串扰图像修正方法。该方法通过定标建立串扰比例系数与像素DN(Digital Number, DN)数的关系,再由串扰通道反推被串扰通道的干扰量,通过还原算法进行系统差修正,最终消除串扰。测试结果表明,经过该方法修正后的图像,串扰程度可降至基底白噪声量级,图像质量得到大幅改善。该方法对成像系统中因硬件工艺缺陷造成的固定图案噪声的消除有显著效果,对系统噪声类干扰也有抑制作用,在实际应用中可作为一般成像系统优化图像质量的补充。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2022-04-14 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 针对射电天文观测过程中的射频干扰(RFI)问题,详细分析了国内外台站RFI抑制策略。根据各天文台站实际观测过程中遇到的RFI问题,分别从主动预防阶段、预相关阶段、后相关阶段、机器学习和深度学习等方面研究了RFI的预防策略和抑制方法。详细分析了主动预防阶段可采取的方法,预相关阶段的自适应滤波,和空间滤波方法;后相关阶段的VarThreshold,SumThreshold和奇异值分解等方法。探讨了基于机器学习的主成分分析、支持向量机、全卷积神经网络、卷积神经网络、U-Net等相关技术和方法在RFI信号处理方面的应用。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-09-29 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 瞬时射频干扰(RFI)信号是最难以识别并消除的一类干扰。针对射电天文观测过程中遇到瞬时RFI问题,本文提出了一种基于RFI信号峰值的特征提取方法,利用该方法生成了RFI信号的特征模板,并基于动态时间规整(DTW)算法和打分策略设计了特征识别算法,实现了RFI信号识别以及分类功能。利用ARRL官网提供的RFI数据完成了特征模板的交叉验证对比,测试结果显示RFI特征模板与同类别RFI相似度高,表明该算法能够对RFI进行识别和分类,该算法为瞬时RFI的特征提取以及识别提供了一种新思路。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-04-29 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 磨损和扭转造成天线俯仰轴结构小尺度变形的快速高精度测量,对修正大口径全可动射电望远镜天线指向精度以及俯仰轴主动健康监测有非常重要的价值。本文提出一种基于虚拟相机的俯仰轴形变测量方法,通过构建单相机测量系统进行数据采集,并建立测量系统数学模型,借助虚拟相机将结构变形转换为虚拟相机空间变换。实验结果表明,该方法在平移分量综合精度可达0.2825mm,旋转分量精度最低可达0.2918o,能够实现俯仰轴1mm尺度变形的快速测量。该系统及其方法具有非接触、精度高、快速性等优点,能满足大口径高频段高精度的射电望远镜俯仰轴长期快速测量需求,也适用于其他大结构小变形测量。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-04-14 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 2015年9月28日月基光学望远镜在其任务期间经历了唯一一次完整的月全食过程,为研究地球对太阳光的几何遮挡是否会对月面辐射环境产生影响提供了难得机遇。首先,利用月食期间连续长达2小时27分的CCD天文观测图像,统计分析了月食期间的宇宙线事件计数,发现月食期间宇宙线计数不存在明显变化,在30秒曝光时间内,宇宙线事件平均计数为129.27(±15.78);其次,还分析了8月、10~12月采集的CCD暗场图像中的宇宙线事件计数,分别为119.92(±6.37)次、117.00(±10.90)次、118.61(±8.94)次、123.90(±8.92)次,在1误差分为内,与月食期间的宇宙线事件计数一致,说明地球对太阳的几何遮挡对月面辐射环境没有产生明显影响。最后,文章对以上结果进行了分析讨论。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-03-30 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 针对超宽带及多波束接收系统海量天文信号实时高效传输与处理问题,对基于FPGA+GPU的主流终端设备软件系统进行了测试分析,超宽带接收设备要求终端系统软件能够在更宽带宽,更高时间、频率分辨率条件下,实现实时数据流传输与处理。结合大口径射电观测设备未来发展方向提出了利用高速并行环形缓冲区实现数据流缓存、基于GPU集群实现数据流实时处理、基于BeeGFS实现分布式并行数据存储,模块化构建射电天文信号传输管道软件的设计思路。
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: 射电脉冲信号在传输过程中受到星际介质的影响会导致轮廓展宽和变形,在研究过程中需要对信号进行消色散处理。本文设计并实现了基于零拷贝的脉冲星数据GPU相干消色散算法,采用设备内存映射以消除主机到设备的拷贝开销,利用CUDA的cuFFT库进行多BATCH傅里叶变换以提高DFT效率,同时采用多线程实现了传递函数的加速计算。实验结果表明,与传统CPU及GPU算法相比,本文提出的算法在大数据量时表现良好。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2019-05-07 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 近地天体数量多且撞击危害大,对其进行预警防御是有效应对其撞击威胁的基本手段,具体的预警防御技术已成为国际研究热点。中国现已加入专门负责近地天体预警防御的国际组织,但具体研究多处于起步阶段。详细阐述了发展近地天体预警防御技术的必要性及基本的应对流程,阐述了搜索监测、国际组织及其技术研究、深空探测项目等各方面的国际研究进展情况,简要分析了轨道偏转防御的基本策略和核爆、动能撞击、引力牵引、改变太阳光压及激光剥蚀等5种主要防御手段的原理及优缺点,总结了近地天体预警防御领域未来工作的四个重点方向。最后针对我国的研究现状提出几点建议和思考。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2018-06-01 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 为了对海外站点和无人值守望远镜进行动态监测,判断望远镜是否处于正常的工作状态,提出了一种联合使用天文定位数据和轴系定位数据对望远镜的运行状态进行动态监测的方法。该方法对观测得到的天文定位与轴系定位数据进行误差计算,对比分析两种数据的误差范围,判断望远镜工作状态。利用该方法对亚太地基光学空间物体观测系统(Asia-Pacific Ground-based Optical Space Object Observation System, APOSOS)项目位于伊朗和巴基斯坦的两台15cm地基光电观测望远镜的观测数据进行检验,结果发现:其中1台 15cm望远镜轴系定位中方位角存在较大误差,误差在上百角秒,设备存在问题。通过对比此设备在国内与国外两地观测数据的误差,确定了出现问题的时间和地点。观测站工作人员对望远镜出现问题的报告印证了分析结论,证明了方法的有效性。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2018-05-15 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 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。
分类: 生物学 >> 植物学 提交时间: 2018-03-27 合作期刊: 《广西植物》
摘要: 热带珊瑚岛由于光照强、季节性干旱明显、土壤贫瘠、保水能力差而少有植物生长。草海桐(Scaevola sericea)是一种典型的热带滨海植物,是西沙群岛珊瑚岛植被中的主要建群种,在海岛和海岸带防风固沙及植被生态恢复等方面发挥重要作用。该文对西沙群岛自然环境下草海桐的形态解剖学特征、抗氧化能力、抗逆性物质含量及营养元素含量等进行了研究,结果发现:草海桐具有阳生性植物特征,叶片及上表皮厚、气孔密度小、导管直径及水力导管直径大,有利于其适应珊瑚岛干旱环境;其体内的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性相较于其他受胁迫植物高,脱落酸含量也较高,表明草海桐对珊瑚岛环境具有较强的适应性及抗逆性;其根际土壤养分含量偏低,但植物体内营养元素含量较高,表明草海桐对土壤养分的利用效率高。研究结果表明,草海桐能够很好地适应干旱、贫瘠的珊瑚砂环境,具有较强的抗逆及适应能力,这为草海桐的引种驯化及开发利用提供了重要基础资料。
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间: 2017-11-07 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 本文介绍的小型液氮零蒸发系统主要由脉冲管制冷机、低温热虹吸管和小型液氮杜瓦等部件组成。其既可以用于低温液体的长期无损存储,也可以作为一种稳定可靠的复合式低温冷源;具有超长寿命、温度均匀稳定、无需补液以及隔离振动和电磁干扰等优点。文中简要介绍了该套小型零蒸发系统的结构设计与热设计,重点对该系统的运行特性进行了初步分析和实验研究,包括启动过程、运行动态、稳态平衡以及变工况运行等,掌握了低温液体零蒸发系统的运行规律。
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学 提交时间: 2017-05-24 合作期刊: 《工程热物理学报》
摘要: 本文对液氦温区Vuilleumier耦合脉冲管(VM-PT)制冷机进行了数值计算研究。为了减小来自室温的漏热,将气库置于一级冷头之上。采用SAGE软件建立了数值计算模型,以无负荷制冷温度为目标函数对制冷机运行参数进行了优化。为了进一步了解制冷机的工作原理,研究了脉冲管制冷机内焓流、声功、熵流、压力波、体积流率及温度的沿程分布,并对其相位关系和可用能损失进行了分析。计算结果表明,该制冷机可在平均压力0.9 MPa、压比1.61、运行频率0.8 Hz时得到3.69 K的无负荷制冷温度,在4.2 K时可提供16.24 mW制冷量。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-03-10
摘要: 利用廊坊站(40.0° N,116.3° E)钠层测温测风激光雷达2011年至2013年共约82h的钠原子数密度和垂直风观测数据,首次分析了廊坊地区中间层顶区域大气重力波耗散引起的钠原子输送作用. 分析得到,90~100 km重力波耗散引起的平均钠原子垂直通量整体为负,钠原子向下输送,在93 km处出现最大负值为-1.47×108 m-3 m/s,85~90 km平均钠原子垂直通量为正,钠原子向上输送,但通量值随高度递减. 钠原子垂直通量方向在90 km处发生转变. 垂直通量随高度的变化造成钠原子汇聚,汇聚效应引起的平均钠原子产生率最大值在91km处达到了1.4×108 m-3/h,该值超过了相同高度上理论模拟的流星烧蚀注入引起的钠原子产生率峰值,说明它对钠层结构的形成具有重要的贡献. 分析结果与美国的观测结果相比,平均钠原子产生率峰值大小相近,但出现高度不同,说明大气重力波耗散引起的物质输送具有较大的地域变化特征. 研究结果可为大气物质输送理论的完善以及大气金属层物理模式的改进提供观测事实参考.
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2017-01-22
摘要: 利用2010年6月3日子午工程首次气象火箭探测的温度和风场数据,采用矢端曲线法分别从平流层(20-50 km)和对流层(0-15 km)廓线提取了海南火箭发射场上空准单色惯性重力波参数。火箭探测的平流层(对流层)准单色惯性重力波向上(向下)逆风传播,固有周期为20.1 h(22.4 h),垂直波长为9.5 km (4.0 km),水平波长为2900 km(753 km),垂直群速度 为0.0887(0.0298)m/s,水平群速度 为12.7(3.65)m/s, 为305:1(188:1),前者约为后者1.62倍, 为143:1(122:1),前者约为后者1.17倍。受背景风影响, 与 差别较大。