1.2m地平式望远镜伺服控制和传动系统的特性--单点和多点摩擦传动的力学特性(一)

根据云南天文台1.2m地平式望远镜对近地卫星激光测距要求,以及对摩擦传动原理的分析和实际检测的结果,详细讨论了1.2m望远镜单点及多点摩擦传动的力学特性,以及由这些特性所决定的传动参数.得到在两点摩擦传动时,望远镜能够达到的方位最大角加速度为10°/s2 ,方位最大角速度5°/s,满足跟踪近地卫星的要求.     

卫星地面坐标的快速计算

本方法特点是：即使同一圈卫星观测资料点数再多，只需计算一次观测站坐标。本文公式推导不需要球面三角学基础知识。为了提高卫星地面坐标计算精度，给出地球自转改正、地极移动、SLR系统时延、大气折射、卫星质心改正和跟踪望远镜各项动态系统差修正公式。实际需要计算的式子仍然简洁而且三角函数和四则运算次数比其它方法少。本方法首先用于检测上海天文台SLR跟踪望远镜动态系统差的试算。     

1.2m地平式望远镜伺服控制和传动系统的特性研究--伺服系统校正网络在控制系统中的作用(二)

根据云南天文台1.2m地平式望远镜对近地卫星激光测距要求,以及对串联校正网络在控制系统中的作用分析和实际观测的结果,详细讨论了1.2m望远镜伺服系统校正网络以及经其补偿作用后系统的控制性能。得到在两点摩擦传动时,使用超前校正网络后,望远镜的快速跟踪性能得到了大大提高,能够达到的方位最大角加速度为10°/s2,方位最大角速度5°/s,满足跟踪近地卫星的要求。     

高动态GPS信号跟踪算法的Simulink实现

基于Matlab/Simul ink软件,设计实现了高动态GPS接收机的数字中频信号处理模块的仿真模型.模型可实现中频信号的跟踪和解调.给出了模拟信号源输入条件下的处理结果,结果表明模型的设计正确可行.模块可以为各种新的高动态GPS信号的跟踪算法的研究设计提供一个可视化平台.     

高动态6PS信号跟踪算法的Simulink实现

基于Matlab／Simulink软件,设计实现了高动态GPS接收机的数字中频信号处理模块的仿真模型。模型可实现中频信号的跟踪和解调。给出了模拟信号源输入条件下的处理结果,结果表明模型的设计正确可行。模块可以为各种新的高动态GPS信号的跟踪算法的研究设计提供一个可视化平台。     

基于深度学习的太阳活动区检测与跟踪方法研究

太阳活动区是各类太阳活动的主要能量来源,剧烈的太阳活动直接影响人类的生存环境,因此,准确地检测与跟踪太阳活动区对监控和预报空间天气非常重要。基于深度学习框架的YOLOv3-spp和DeepSort,提出了一种太阳活动区检测和跟踪方法(Active Regions Detection and Tracking Method, ARDTM),该方法较好地解决了传统图像处理方法易将一个太阳活动区误检测为多个,或者多个太阳活动区误检测为一个的问题;及时捕获新产生的太阳活动区和终止跟踪消失的太阳活动区,有效提高了太阳活动区的跟踪准确率。实验结果表明,该方法可以较好地检测和跟踪不同望远镜、不同时间间隔序列图像中的太阳活动区。     

检测前跟踪框架下利用蒙特卡洛算法的空间碎片跟踪策略研究（英文）

在轨卫星或者空间碎片数量的增多,是对空间目标地基自动观测的一个挑战。尽管北美防空司令部编目管理了绝大多数直径超过10 cm的空间物体,但由于轨道摄动,空间目标的位置信息(基于6个轨道根数)依然非常重要,并需要定期更新。在过去的几十年里,配备电子传感器的现代地基光电望远镜已广泛用于天体测量领域。然而,这种设备的跟踪性能主要取决于空间目标的大小和亮度。这些目标所在的天文图像会有不同的背景;而且,在基于凝视模式的短曝光实时观测过程中,运动目标和背景恒星在不同的信噪比下显示为类似的点扩散函数,难以辨认。本研究是为了实现对非高斯和动态背景的高灵敏度检测和跟踪能力的提高,并具有简单的系统机制和出色的计算效率。为突破该限制,将重点放在利用状态估计技术对微小卫星和暗弱目标进行跟踪上。提出一种基于神经网络的自适应运行高斯平均算法,用以从恒星背景及干扰下提取运动的空间目标。该方法随后被集成到了一个检测前跟踪框架中。该框架利用基于蒙特卡洛的粒子滤波跟踪空间目标。三段来自亚太地基光学空间目标观测系统(APOSOS)图像序列被用来对该跟踪策略进行评估。实验结果表明,该方法能够达到满意的跟踪性能。     

1.2米地平式望远镜竖轴摩擦传动的刚度

对该望远镜竖轴摩擦传动的刚度提出了一个检测方法,并对结果进行了分析。结论是;在我们需要的使用范围内,该摩擦传动装置无空程,不打滑,刚度是足够的。     

1.2m地平式望远镜驱动系统设计与多电机同步控制策略

对于大型光电望远镜,多电机摩擦轮驱动方案较单力矩电机直接驱动方案在电机的研制和低速平稳跟踪上有明显的优势,但其关键点和难点在于多电机的同步控制上。在云南天文台1.2m望远镜的方位改造中,通过采用合理的多电机驱动方案和设计同步补偿装置,克服多电机在运行时的相互影响,将稳态运行的转速差控制在一个较小的范围,并为校正参数的设计奠定了良好的基础,保证系统在以最大速度3°/s运行时对目标的高精度跟踪。     

全日面太阳光学和磁场望远镜的自动跟踪与导行方法

介绍全日面太阳光学和磁场望远镜的自动跟踪与导行方法。本系统采用光栅钢带码盘作位置检测元件,实时计算太阳站心位置,构成高精度的位置环跟踪系统,并用视频CCD和胡氏导行光路进行太阳导行,提高了系统的长时间跟踪精度。最后经实测,分析得出该跟踪导行系统完全达到预期指标。     

静态测量型GPS接收机的研制及其性能

静态测量型GPS接收机系统由8通道、单频ST-1接收机和静态后处理软件两部分组成,通过跟踪测量卫星载波信号、测距码信号及数据码(包含有星历数据)信号,获得伪距和载波相位观测值,采用差分(主要是双差)处理方法,达到精确测定两接收机天线间相对位置的目的.基线测量精度为10mm+2ppm×D.     

十米天线极轴指向的调整

十米天线为赤道式,极轴的指向直接影响指向跟踪精度,因此需要仔细地进行检测和反复地调整。本文总结了十米天线极轴的检测及调整情况。     

NVST的长期跟踪误差分析及改正

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F_3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TiO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F_3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。     

人造卫星目视跟踪打印经纬仪的改造

对云南天文台人造卫星目视跟踪打印经纬仪进行了改造。在望远镜的两轴上加装了高分辨率的园感应同步器，数显表，实现了数字显示。经过改造后的望远镜测角精度由原来±３０角秒提高到±１角秒；分划板刻线由原来２角分改进为１５角秒；静态定位精度优于２０角秒，比改造前的仪器提高了一个数量级。     

基于DMD的时变目标模拟研究

在太阳望远镜的相关跟踪稳像系统的实验室研制阶段,需要能反映真实时变特性的面源目标。动态目标模拟装置应兼具高刷新率和高成像质量的特点。目前,国内外使用的目标模拟器的帧频普遍较低,有的在高速显示时会出现亮度闪烁现象,不适于本系统的应用。使用数字微镜阵列(Digital Micromirror Device, DMD)作为相关跟踪稳像系统的显示器件进行实验,以图像序列的相关系数值为衡量动态目标演化特性的指标,研究了不同目标图像、灰度级、帧频等因素对模拟效果的影响。实验结果表明,对目标时变特性的模拟效果与观测站进行太阳观测的实际情况吻合,使用数字微镜器件提供动态模拟目标能够满足稳像系统的开发需求。     

跟踪打印经纬仪—GDJ动态精度评定

本文讨论了使用跟踪打印经纬仪观测人造卫星的主要误差来源,提出用多项式拟合来评定该仪器的动态精度并给出取定多项式项数的三条原则,最后就我国70001和71004两颗人造天体的观测资料,给出计算结果。     

1m红外太阳望远镜光电导行系统的反馈控制分析

我国正在研制中的1m红外太阳望远镜是目前国内唯一的地平式真空太阳塔,主要用于活动区磁场的精细光谱分析和太阳活动区磁场的时空精细结构研究.要求望远镜必须长时间高精度跟踪太阳(0.3"/30s、1"/10min)才能实现它的科学目标.光电导行是实现望远镜高精度跟踪观测目标的关键控制技术,通过检测观测目标像在图像传感器上的移动量作为反馈控制信号对望远镜实行闭环控制.首先建立了光电导行系统的控制系统模型,然后分析了系统的稳定性能、暂态性能、时域特性、频域特性及跟踪性能,并采用PID控制器对系统进行优化设计,以提高光电导行反馈控制系统的稳定性和跟踪精度.通过计算机仿真设计,采用PID控制算法能实现1m红外太阳望远镜的跟踪要求.     

1m红外太阳望远镜光电导行系统中像场旋转的分析

云南天文台1m红外太阳望远镜(YNST)光电导行系统是基于检测太阳像在面阵CMOS图像传感器上的偏移量作为反馈控制信号的高精度闭环跟踪系统[1]。由于YNST是一个地平式装置,在太阳像偏移检测量中存在着像场旋转量,为了获取稳定清晰的太阳像,必须对检测量进行消旋[2]才能达到光电导行系统的跟踪要求。根据球面天文学及天体测量学的知识并结合导行镜的光学系统,推导了光电导行系统中像场旋转的变化规律并对其进行模拟分析。     

地平式望远镜轴系误差对指向精度和跟踪精度的影响

采用球面几何的方法推导轴系位置误差对地平式望远镜指向、跟踪精度影响的计算模型.介绍2米级地平式望远镜轴系误差检测及数据处理方法.通过对目标星体指向、跟踪仿真,得到轴系位置误差对指向、跟踪精度影响规律,为轴系精度及轴系位置要求提供理论依据,并为后续控制修正提供参考模型.     

基于优先策略的动态选星算法

论述了LAMOST巡天观测战略系统(SSS)中观测策略的实现方法选星算法问题．以国外SDSS望远镜为例介绍了静态选星算法，分析了其不足之处，并结合LAMOST望远镜的特点，提出了一种新的选星算法-“动态选星”算法．动态选星算法基于优先策略原理，可以在满足覆盖完备性的基础上，优化观测效率，并能方便地兼顾观测条件的约束．给出了算法的原理和框架描述，并针对算法进行了模拟计算，证明了算法的有效性．另外需要指出的是动态选星算法不仅适用于LAMOST，它可以普遍地应用于多目标光纤望远镜的巡天选星．