分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2018-11-19 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 以环形太阳望远镜为应用背景,研制了一种基于步进电机的位移促动器,并进行 了性能实验测试,获得了该位移促动器的性能指标。分析了常见的大行程高精度位移促动器 的结构形式,选择位移缩放式作为位移促动器的基本结构。该位移促动器采用步进电机集成 行星减速器作为驱动元件,以具有特殊消间隙结构的螺旋传动作为位移缩放机构,为实现高 分辨率、高刚度和高精度的位移促动器的设计。开展了位移促动器的性能实验测试,结果表 明:该位移促动器轴向位移量程为±2mm,不同负载下均能实现 1μm 步长分辨率,位移闭环 输出精度优于 1μm。研制的位移促动器为环形太阳望远镜的建设提供重要的技术支持,并 可为其它精密光学镜面支撑系统的工程应用提供参考。
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: 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。
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太阳望远镜采用圆顶移开并远离望远镜的敞开式观测模式,使得望远镜跟踪系统受风的影响较大,表现为观测时图像随风出现较大幅度的低频抖动。为解决这一问题,首先根据望远镜现有的光学系统和风载影响下焦面图像抖动的特点,在氧化钦高分辨率成像通道中设计了基于二维摆镜的图像稳定系统。然后根据二维摆镜系统的实测特性,建立系统的传递函数,设计控制器。深入的数值模拟分析和实验表明,在五到六级风作用的情况下,摆镜图像稳定系统工作在25 Hz就能将1 m太阳望远镜焦面图像抖动的均方根值控制在0. 5”以内,表明二维摆镜的图像稳定系统可以稳定望远镜由随机风载引起的图像抖动
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: 1 m新真空太阳望远镜(New Vacuum Solar Telescope, NVST)是国内用于对太阳进行观测和研究的大型科研设备,针对太阳活动区光谱观测的需求,在现有的大色散光谱仪及多波段光谱仪基拙上,设计了光谱扫描设备,并基于C#设计了一套观测控制系统软件,实现扫描设备的运动控制和观测数据的采集。进行光谱扫描观测时,计算机控制扫描设备步进运动,并利用图像采集卡通过Camera Link总线采集CCD/CMOS相机的探测数据,基于多线程技术采集观测数据,将采集的图像数据存储成FITS ( Flexible Image Transport System)文件,并将光谱图像数据处理成灰度图像用于软件界面监视。此套软件已用于1 m太阳望远镜光谱扫描观测,测试结果满足预期功能需求,为后续观测系统功能升级提供了良好的扩展性。
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: 1 m太阳望远镜多通道高分辨成像系统是望远镜的重要终端设备之一,目前由H通道(线心656. 283 nm)和Ti0通道(705. 8 nm)构成。主要介绍了多通道高分辨观测系统软件的设计。观测系统在功能上主要实现了H通道多波长点扫描观测模式,Ti0通道多时间分辨率观测模式,以及为满足多通道发展的需求,如常规观测通道的增加以及探测器的更换等,在系统架构上采用了松藕合的分布式分层结构。
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: 2017-10-20 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 对1874年5月一2015年3月期间每月黑子数和黑子面积数进行数据分析,统计研究黑子数与黑子面积比例的变化。结果表明:黑子数与黑子面积非线性变化,在活动周极大时期更明显。二者的分布概率整体相似,都随数值增大而降低,但黑子面积下降得更明显,表明二者存在非线性关系。黑子数与黑子面积的比例在活动周极小时期约为10. 2,在极大时期约为21. 8,长期约为16. 8。每个周的上升期和下降期确定的比例有微小差别,不同活动周确定的比例有小的差别,二者间的比例有减小的趋势。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2017-10-11 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 测距精度是衡量漫反射激光测距系统性能的极其重要的技术指标之一。根据统计学理论以及盖革模式的雪崩光电二极管(PAD)的工作原理,数值模拟了高斯波形的脉冲宽度、回波强度及噪声强度对漫反射激光测距系统测距精度的影响。着重分析了回波信号强度为单、多光子量级及不同脉冲宽度时的测距精度,为提高漫反射激光测距系统的观测精度,提供了激光器选择及优化观测方法的参考依据。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2017-10-11 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 导航信号作为射电干扰信号影响L波段射电观测时,与雷达、通信领域的干扰不同,其功率通常小于噪声功率,使得利用干扰信号相关性的传统抗干扰方法效果不佳,且缺乏有效的评价指标。针对以上问题,依据射电信号处理流程构建了射电抗干扰系统框架,并从射电观测数据应用出发,给出了干扰抑制度和信号损失度两个指标。同时提出在精确补偿时延后利用抑制干扰子空间噪声分量的自适应旁瓣相消方法来消除导航信号的影响;仿真结果表明,本方法能有效抑制导航信号对射电观测的影响,且性能优于传统基于特征子空间的自适应旁瓣相消方法。
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: 研究了1m新真空太阳望远镜(New Vacuum Solar Telescope, NVST)终端仪器消旋平台上平台的载荷形变情况。利用检测激光光斑在CCD探测器上的位移探测微小的形变。实验时,激光光源固定在稳定区域指向被测区域CCD探测器。通过质心算法计算CCD探测器靶面光斑质心数据,质心的变化量反映测量被测区域的形变量,仅研究重力方向的形变。通过多组实验及ANSYS仿真发现:上平台的3个悬臂边缘位置在旋转至80 0 } 200。区域出现的正、反转重力方向形变的明显不一致问题很大程度由驱动平面和轴承定位平面不一致及正、反转滚轮组不严格指向转台中心两个因素共同作用引起;3个悬臂中,一个悬臂在多个转动区域形变明显且对载荷敏感,一个悬臂部分区域对载荷敏感,均主要由于其与转台中心连接刚度较差引起。
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: 30 ~ 300 MHz的低频段陆基天线阵是重要的射电观测设备,在该频段进行射电观测面临无线电环境复杂、天空背景温度高等特点。介绍了一种基于微波芯片设计的新型低频段模拟接收机。接收机由初级带通滤波器(30 ~ 70 MHz)、初级放大器、次级带通滤波器(55~65 MHz) ,180°移相器、两个次级放大器组成。在测试云南天文台短波段无线电环境的基拙上,接收机实现了对55 ~65 MHz可观测频段的选通和放大,整机噪声约为320 K,增益63 dB左右。同时作为中国射电天文低频阵前期研究的一部分,由于采用单片微波集成电路(Monolithic Microwave Integrated Circuit, MMIC)芯片,接收机具有体积小、成本低、易于量产等特点。
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: 在地球同步轨道特征的基拙上,介绍了地球同步轨道空间碎片的运动特征。针对地球同步轨道暗弱空间碎片进行观测的搜索方案,考虑目标的预报误差以及视场的大小,用数学方法分别计算了同心圆搜索与爬楼梯搜索的成功概率,并由计算结果分析了两者的特征,认为在一般情况下,同心圆搜索方案具有更高的搜索效率。
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: 明安图射电频谱日像仪(Mingantu Ultrawide SpEctral Radioheliograph, MUSER)已经完成硬件建设,与之配套的数据处理系统也初步开发完成。为提高用户操作的可用性,简化操作难度,数据处理系统在提供传统的命令行用户界面的同时,也提供了网络交互方式。简单介绍了Web.py的基本概念和内部组件交互流程,讨论了基于Web.py进行网络开发的方法和流程,并利用 Web.py框架实现了数据处理系统的网络界面交互。成果已经应用,提高了日像仪数据处理系统的可用性,也为其它天文软件系统的开发提供了一定的借鉴与参考价值。
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: 杂散光由于光学表面散射和地球大气散射引起,降低了光谱图像的空间分辨率。光学系统都存在杂散光,要获得高分辨的光谱图像需要对杂散光进行抑制。多波段光谱仪的杂散光分为两类:(l)光谱捅内由于光机结构引起的杂射光;(2)混在成像光路中并参与色散的杂散光。第1种杂散光可直接测量,约占光谱能量的3%左右。第2种杂散光由于受多种因素影响,所以很难精确测量。从日食光谱测量中测得在观测目标周围对目标产生的杂散光的下限约为10%,并对空间方向的点扩散函数进行测量,为光谱的高分辨重建提供参考。
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: 脉冲星是一类自转极为稳定、辐射电磁脉冲的中子星。脉冲星研究的3个前沿领域使得与其相关的射电天文观测需要更多更宽的无线电频段。来自深空微弱的射电信号及射电望远镜的高灵敏度等特点,又使射电观测易受到来自人类活动产生的电磁干扰的影响,甚至有时对射电观测带来致命影响,因此射电观测需要选择电磁环境优异的地方建站。利用宽带噪声源、50 SZ匹配负载、高低频天线组成具有三重定标校准的监测系统。系统处于哀牢山生态站进行不同频段(100 MHz-18 GHz)、多方位角、两个极化角、不同气候环境下的观测。阐述了对观测数据进行统计分析及处理的方式。系统可以广泛用于野外电磁环境监测及射电望远镜选址等领域。
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: 2017-09-26 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 激光测距系统回波光子特性分析对激光测距理论研究、系统设计以及性能评估具有重要意义。结合激光测距原理并综合考虑影响激光测距的多种因素,如大气湍流、大气和卷云传输特性、目标距离等,从理论上推导了测距方程以分析研究回波光子的分布特性。同时,利用Matlab软件开发平台编制了相应的激光测距系统回波光子分布特性研究软件,通过设置测距系统中激光器、发射望远镜、接收望远镜以及探测器等相关参数可估算回波光子数,并同时显示相应的函数关系曲线。
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: 太阳耀斑和微耀斑能量的幂律分布是太阳活动的一个典型特点。调查其统计特征和时变规律,对研究太阳能量的传输和耗散以及高层大气的加热机制有重要意义。研究太阳低层大气中能量释放的统计规律及其演化过程,使用二维区域标记算法,在日出(Hinode)卫星上的太阳光学望远镜(Solar Optical Telescope , SOT)对NOAA 10930活动区观测的低色球层Ca IIH d 3 968. 5单色像资料上,分析表征亮点能量分布的频数特征及其变化规律。在时间跨度为124 h、视场为202". 4 x 85 ". 3的时间序列中,共获得2.99x1护个亮点,平均每帧图上每平方角分有24. 15 1 6. 34个亮点。主要分析结果如下:(1)亮点尺度(L=瓜万)的瞬时分布基本符合幂律分布并满足自相似性;(2)亮点的产生率及其信噪比随着尺度的增加而减小。海量微小尺度亮点持续的发生可能是加热高层大气的一种稳定而可观的能量来源,例如,尺度小于4"的亮点产生的光通量在样本总光通量中占的比例达到53.23%; (3)小尺度亮点的瞬时数密度随着活动区的衰减而降低;}4)亮点集的尺度服从幂律分布,其离散系数o-(妇仅为4%。该实测样本尺度的幂指数y为1. 97,低噪声样本(L } g}})的y为2. 12; (5)但是,在观测时段内,y并没有收敛。样本集的y是一个在观测积累中呈据齿状变化的过程:在平静时段缓慢升高,在活动瞬间突然降低。(6)亮点瞬时子集的y与其总光通量呈反比。在样本中剔除大尺度(L > 8")个体后,中小尺度亮点仍服从上述规律。太阳活动不仅产生中、大尺度的增亮区域,还对各尺度区间亮点的频数分布产生全局性的影响,引起瞬时y的降低。
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: 天文远程监控是天文研究的重要组成部分。为及时发现由于天气原因、电磁干扰、天线故障等导致的异常数据,提高数据处理的可靠性,我国明安图频谱射电日像仪迫切需要实现实时观测状态的远程监控。提出了一种基于WEBSOCKET技术的远程监控数据的可视化展现方法,并以观测过程中功率图和频谱图的实时展现为例进行了验证。实验表明,方法可满足实时监控数据可视化展现需求,并且改变了传统的现场监控模式,打破了地域限制,具有可靠性高、实时性好和扩充性广等诸多优点,提高了工作效率和设备利用率,对其它远程监控数据可视化展现系统有一定的参考价值。
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: 1 m新真空太阳望远镜在连续观测时,太阳辐射导致的温度变化使其光机结构产生热变形,主要表现为焦点实时变化,产生离焦像差,影响观测数据的质量。为解决这一问题,基于焦点扫描探测算法并结合望远镜的系统结构设计了一个焦点探测系统。首先分析了1 m新真空太阳望远镜焦点变化并设计了焦点探测系统的总体结构;然后进行软硬件系统的详细设计和实现,重点对系统的重复精度和焦点探测精度进行测试,表明系统能满足望远镜的焦点探测精度要求;最后给出了焦点探测系统在望远镜上3个月的运行结果:系统能实时监测望远镜的焦点变化,根据焦点的变化量进行调焦,能得到优秀的观测数据。