毫米波射电天文观测站选址报告

本文简述了毫米波射电天文观测站选址的基本要求。并对一些候选站址的高空大气含水量及有关气象因素进行了计算和统计,给出国内候选站址的比较结果。     

长期视宁度监测DIMM系统设计方案

视宁度参数r0是现代天文选址中需要测量的一个重要物理量,而差分像视宁度监测仪(Differential Image Motion Monitor,DIMM)是目前普遍采用的测量视宁度参数r0的天文仪器。详细介绍了可进行长期视宁度监测的DIMM系统的设计方案,重点讨论了目标星指向、自动导星、自动测量和数据保存等部分。长期视宁度监测DIMM系统的部署,有助于分析已选站址或候选站址的本征视宁度,评价一个站址的成像质量。     

中阿40m射电望远镜选址与电磁环境监测

优良站址的选择是射电望远镜完成既定科学目标并实现高效运行的重要保障。影响射电望远镜选址的主要因素包括电磁环境、水文、气象、地质条件、隔离性与可及性等。对于射电天文观测而言,来自宇宙天体的射电信号往往极其微弱,对望远镜系统及设备的灵敏度要求极高。然而,随着人类活动的不断加强,人们日常工作和生活中使用的电子通讯设备越来越多,无线电干扰源呈爆炸式涌现。在射电望远镜选址工作中,进行电磁环境监测,选择一个电磁环境良好的站址,对于射电望远镜实现常规观测运行、获取有效数据资料至关重要。同时,电磁环境监测结果也是射电望远镜接收机系统研制、站址电磁环境及无线电宁静区立法保护的重要依据。中阿天文学者和技术人员历时1年半完成了16个候选站址的初步勘察,并对优选出的3个主要候选站址进行了深入细致的电磁环境监测工作,获得了大量可靠数据。中阿双方依据电磁环境监测结果并结合各主要候选站址的水文、气象、地质及道路等条件,最终将位于Talacasto戈壁的3号候选站址确定为中阿CART射电望远镜的建设站点。     

大气湍流理论的进展及其天文学意义

传统的大气湍流理论始于大约３０年前。湍流理论的发展使得天文学家对大气湍流对天文观测的影响有了很好的认识，尤其是它为天文台选址和天文高分辨率技术提供了基础。近年来新的天文观测对已传统的大气湍流理论提出了挑战，并可能给地面天文观测带来一场革命。在回顾了大气湍流理论的发展历史后对传统大气湍流理论的基本特性及其应用作了系统的综述，并介绍了新的天文观测事实以及为此而提出的新的大气湍流理论模型。     

大气湍流理论的进展及其天文学意义(英)

传统的大气湍流理论始于大约30年前．湍流理论的发展使得天文学家对大气湍流对天文观测的影响有了很好的认识，尤其是它为天文台选址和天文高分辨率技术提供了基础．近年来新的天文观测已对传统的大气湍流理论提出了挑战，并可能给地面天文观测带来一场革命．在回顾了大气湍流理论的发展历史后对传统大气湍流理论的基本特性及其应用作了系统的综述，并介绍了新的天文观测事实以及为此而提出的新的大气湍流理论模型．     

大气象质衰减参数

介绍了天文成象中湍流大气的象质衰减参数：视宁度参数ｒ０，大气相干时间τ以及波前振幅的起伏（恒星闪烁σ２Ｉ），讨论了它们对成象的影响，其中着重讨论了ｒ０的物理本质并对其进行了定量分析。     

大气象质衰减参数

介绍了天文成象中湍流大气的象质衰减参数：视宁度参数ｒ０，大气相干时间τ以及波前振幅的起伏（恒星闪烁（σ＾２１）讨论了它们对成象的影响，其中着得讨论了ｒ０的物理本质并对其进行了定量分析。     

折射延迟改正模型

在分析了一些主要的天顸延迟改正模型，并对几种连分式形式的映射函数模型作了归纳后，认为：前者只能都基于大气球对称分布模型，采用差不多相同的各向同性的改正模型，各种映射函数模型的连分式之间，差别仅是形式上的，没有实质性差异。文章利用普尔科沃大气折射表的表列数据作模拟计算，求解折射率差和映射函数的参数证明，可以用天文大气折射定值作模拟处理，得到折射延迟改正模型中的所有参数，并得出结论：映射函数的形式是次要的，随着项数的增加，都能提高模拟精度。文章给出了模拟过程。     

关于大气分布模型

简述了大气垂直分布情况和高空探测方法,分析了目前只能采用球对称大气分布模型的原因;论证了随观测站、随方位而异的天文大气折射实测模型和折射延迟改正模型,已经包含了观测站上空大气实际分布的非球对称特性,不必再去寻找或建立随地势而异和随季节而变的大气分布模型,避免了大气分布模型选择不当的影响,从一个方面为提高天文大气折射改正精度和电磁波大气折射延迟改正精度提供了保证。     

大气折射的计算

把普尔科沃大气折射表的第4、第5版进行完全计算机化，用多项式拟合大气折射表，直至天顶距83°为止，公式和表列值完全符合，同时用实际计算进行了精度比较。中丹水平子午环大气折射计算采用了计算机化的算法。大气折射是精密天体定位的重要研究课题之一，它除了影响光学天文定位外，还严重地影响射电天文、激光精密定位及GPS比对精度，随着天文定位精度的提高，大气折射的研究更显出其重要性。     

大气492 GHz亚毫米波不透明度的测量

使用移动式亚毫米波望远镜(POST)在位于青藏高原海拔3200米的紫金山天文台德令哈射电天文观测站址测量地球大气492GHz频率处天顶方向的不透明度(τ0)的结果．在1999—2000年冬季和2000—2001年冬季的两个观测季节内累计共进行了约870个小时的测量，取得了25842组τ0的有效数据．对数据的统计表明，观测季节内τ0值主要分布在1．5—3．0之间．观测时段内大气不透明度τ0≤1．0的时间比例约占3％．在给出实测资料的基础上，将所测量的亚毫米波不透明度与国际现有亚毫米波台址的不透明度进行了初步比较．     

测定天文大气折射和建立折射延迟实测模型的必要性

根据经典天体定位测量受天文大气折射的影响和现代空间大地测量对中性大气折射延迟改正的要求,分析了这些修正没有达到预期精度要求的原因:主要在于不能直接测定天文大气折射;文章针对这些影响量对大气分布模型的依赖性,改正值应随着不同的观测站和不同方位而异的要求,提出了提高这两种改正精度的有效途径:在各观测站不同方位的各天顶距,测定天文大气折射值,分别建立不同方位的大气折射实测模型,并利用实测数据,求解出折射率差和映射函数的参数,建立和采用随着观测站、随着方位而异的折射延迟改正模型。这一新方法的实施,将能在避免采用大气分布模型的情况下,把较低高度角的折射延迟改正精度从现在的米级提高到厘米级,并且把截止高度角压缩到5°以内。文章还论述了在各观测站多方向测定天文大气折射值的可能性。     

天文实测蒙气差的研究

建立在子午—卯酉交替观测原理基础上的低纬子午环（ＬｏｗＬａｔｉ－ｔｕｄｅＭｅｒｉｄｉａｎＣｉｒｃｌｅ）即将出厂投入调试及试运行阶段，进一步研究天文蒙气差修正将是低纬子午环进行高精度观测的重要保证之一。作为对天文蒙气差修正的初步研究，本文首先分析了影响天文蒙气差的主要气象因素，对蒙气差随各种条件的变化情况进行了讨论；在此基础上，推算了大气平面平行层模型以及同心球层模型下的蒙气差值，论述了蒙气差表的编制方法，进而对各种蒙气差理论公式计算所得的修正值进行了分析比较；针对理论计算蒙气差值精度的不足，本文着重阐述了利用低纬子午环（ＬＬＭＣ）进行大气蒙气差实测的方法、原理，较为详尽的说明传统的方法不能满足实测大气折射的要求，而低纬子午环由于自身一些新的特点，能够满足Ｔｅｌｅｋｉ所提出的四个要求；在此基础上推导了相应的计算公式并进一步探讨了实测大气等密度倾斜的方法，最后给出了相应的精度估计，就如何建立一个适合于观测点的实用的实测大气模型进行了探讨     

提高中性大气折射延迟改正精度的可能途径

针对空间大地测量技术对中性大气折射延迟改正精度的要求,阐述了折射延迟改正值应随测站和随方位而异的必要性．指出,在尚不能直接测定天文大气折射值的情况下,现有的各种改正模型对大气分布模型的依赖性,不能达到预期的精度和降低观测的截止角．根据云南天文台低纬子午环的特殊结构,和测定大气折射的实践,提出了提高折射延迟改正精度的新方法,即：利用各观测站不同方位从天顶附近直到低地平高度角的天文大气折射实测数据,求解得到折射率差和映射函数的参数,从而建立随测站和随方位而异的大气折射延迟改正模型．这一新方法的实施,将能在不需采用大气分布模型的情况下,把天顶延迟的改正精度提高到1 mm以内,低地平高度角的折射延迟改正精度提高到厘米级,并且把截止高度角压缩到5°以内．     

测定天文大气折射和建立电磁波折射延迟实测模型(Ⅵ)-瞬时大气折射值和折射率差的取得

根据测定天文大气折射的原理,叙述了利用相应的观测值获得瞬时大气折射测定值和建立大气折射实测模型的途径,并从各种测定值与最后结果之间的关系,指出了这里对数据处理的要求;文章介绍了对测定值进行波长改正和建立折射延迟实测模型的处理方法,分析了改正模型对天文大气折射测定值的分布要求,给出了观测数据随天顶距的增大而加密的分布模型。     

天文高分辨像复原技术检测地基天文光学望远镜成像质量

在天文高分辨像复原技术的基础上，根据谱比法较准确地测量视宁度参数r0后，计算得到大气系统的平均短曝光传递函数，从而把大气湍流对检测结果的影响从综合成像系统中分离了出来。利用望远镜摄取大量目标源的短曝光像(斑点图)作为原始数据，通过分析这些含有望远镜衍射极限分辨率信息的斑点图，实现天文光学望远镜系统点扩展函数(PSF)中低频信息的重建，得到半峰全宽(FWHM)和80％的能量集中度(EE)。     

大气折射母函数方法、大气折射解析解和映射函数

回顾了作为实用天文学和大地测量学中基本研究课题之一的大气折射映射函数研究的进展。介绍了近几年上海天文台发展的大气折射母函数方法 ,以及由此导出的大气折射解析解。对如今广泛地应用在空间测量技术中的几种映射函数做出评述 ;分析了NMF模型的优点和不足之处。介绍了由大气折射母函数方法引出的大气延迟新连分式映射函数和天文大气折射的映射函数方法。利用VLBI实验中高度截止角与基线长度重复率的关系、探空气球 (radiosonde)观测资料、PRARE资料比较了各种映射函数的结果。特别指出了映射函数方法对天文大气折射和光学波段测距精度的改进。讨论了大气折射计算中的主要误差源。     

丽江高美古站夜天光亮度的观测

在叙述了夜天光亮度指标对评价天文站址的重要性后，介绍了在丽江高美古站进行夜天光亮度测量的原理和具体方法，给出了在１９９６年１－３月在该处实际观测的结果为６３或．８６，并将这结果与世界上部分著名天文台的数据进行了比较。     

不同频段上极移,日长变化与大气角动量变化激发结果的比较

本文用ＪＭＡ大气角动量序列计算了对极移和日长变化的激发量（ｍ＇１、ｍ＇２和ｍ＇３），并分三个频段与天文观测得到的地球自转参数序列（ｍ１、ｍ２和ｍ３）进行了比较．结果表明：在钱德勒和季节性频段上，大气运动确实是固体地球自转变化的主要激发源．     

测定天文大气折射和建立电磁波折射延迟实测模型(Ⅰ)-观测原理和可行性

简述了天文大气折射和电磁波中性大气折射延迟的成因,以及不同观测站、不同方位的折射值存在差异的事实;根据测定瞬时天文大气折射、建立本地实测模型的观测原理和要求,分析了长期以来不能直接测定天文大气折射的几个主要障碍,介绍了现已具备的排除这些障碍的必要条件,为建立天文大气折射实测模型,和随观测站、随方位而异的电磁波折射延迟改正模型提供了保证。