像运动法测量视宁度参数中曝光时间的重要性及其测定

大气湍流会导致天文图像的像质衰减 ,而视宁度r0 则是描述这种衰减的特征参数。在本文中 ,我们给出了像运动法测量中r0 和曝光时间之间的关系 :曝光时间必须小于大气相干时间 ,否则测量的r0 值将偏大。基于这个原因以及对仪器检测的需要 ,我们必须对视宁度测量仪的曝光时间进行准确地测量。为此我们设计了一种实验方法来测定视频CCD的曝光时间 ,实验的结果表明这种方法是可靠的     

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)。     

湍流大气的像质衰减参数及测量

讨论了经过大气后天文图象的象质衰减,研究了对这种衰减进行描述的宁度参数ｒ０及其它几个大气光学参数,介绍了几种测量象质衰减参数的方法,重点介绍了我们将差分像运动法运用于白日视宁度测量的尝试以及新设计的可兼顾昼夜的视宁度测量仪,仪器已用于云台白日的视宁度测量。最后对近场近似假设进行了定量分析,在此基础上给出新确定的近场近似成立的范围,这一范围比以前所给的要更大些。     

云南天文台丽江高美古和昆明的大气视宁度研究

研究云南天文台昆明凤凰山和丽江高美古两地点的大气视宁度。利用云南天文台于1994年建立的3孔较差视宁度监视仪（3孔DIMM），对这两个地点的视宁度对比观测。还利用云南天文台的1米望远镜所得到的视宁度与3孔DIMM所测的视宁度进行对比。1米望远镜和3孔DIMM同时观测了7个晚上，各取得308组数据，它们的视宁度平均分别为0．90〃和0．84〃。还讨论了3孔DIMM采用不同曝光时间对视宁度测量值的影响，从实验得出3孔DIMM采用20ms曝光比采用8ms曝光所测视宁度的值要好15％左右。从1995年5月－1996年12月，对丽江高美古和昆明凤凰山二地进行了视宁度的对比观测。在高美古和昆明分别观测了234夜和256夜，观测结果是两个点的视宁度平均；丽江为0．70〃，昆明为0．95〃，同时也统计了两个点的月平均视宁度和最好夜的视宁度，并讨论了两地视宁度随时间的变化规律。     

差分像运动视宁度测量实验

本文首先阐明了Fried参数(大气相干长度)r_0的物理含义及为什么选取r_0作为表征大气视宁度的参数;然后介绍了一种优良的测量r_0的方法—差分像运动(differential image motion)法,总结了该方法的六个特点,最后给出了在云南天文台用该方法两次实测大气视宁度的实验结果及实验参数,并对结果进行了分析。     

现代天文选址中的视宁度（Ⅱ）

在文献」１「４ 基础上，根据近年文选址实践中提出的问题，先进一步讨论了大气相干直径和时间的的物理和意义，然后强调了自由大气湍流的天文成像效应及选址中进行研究和测量的重要性。最后对差分像运动方法测量视宁度的定标和系统误差等问题作了分析。     

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。     

差分像运动视宁度测量实验

本文首先阐明了Ｆｒｉｅｄ参数（大气相干长度）ｒ０的物理含义及为什么选取ｒ０作为表征大气视宁度的参数；然后介绍了一种优良的测量ｒ０的方法－差分像运动法，总结了该方法的六个特点，最后给出了在云南天文台用该方法的六个特点，最后给出了在云南天文台用该方法两次实测大气视宁度的实验结果及实验参数，并对结果进行了分析。     

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。     

CCD两种曝光时间对视宁度测量的影响

利用云南天文台的ＤＩＭＭ系统，采用ＣＣＤ４０ｍｓ和２０ｍｓ曝光时间对ｓｅｅｉｎｇ进行了实测，目的在于测量大气湍流源的时间频率特性对ｓｅｅｉｎｇ测量值的影响，得到了与ＥＳＯ一致的结论。最后给出了４０ｍｓ曝光测得的归算至２０ｍｓ曝光测得的ｒ０的校正曲线和它们之间的相关曲线。     

湍流大气的像质衰减参数及测量

讨论了经过大气后天文图象的象质衰减,研究了对这种衰减进行描述的视宁度参数ｒ０及其它几个大气光学参数,介绍了几种测量象质衰减参数的方法,重点介绍了我们将差分像运动法运用于白日视宁度测量的尝试以及新设计的可兼顾昼夜的视宁度测量仪,仪器已用于云台白日的视宁度测量。最后对近场近似假设进行了定量分析,在此基础上给出了新确定的近场近似成立的范围,这一范围比以前所给的要更大些。     

在97.8GHz处测量地球大气的不透明度

用研制的全自动辐射计在97．8GHz上测量南京市内大气的不透明度以及这种不透明度随时间的变化．辐射计记录大气在不同天顶高度的辐射温度,由此测出天顶方向的大气不透明度。在56小时的测量时间内,取得了1400多组数据,拟合得到了在观测时段内天顶方向的大气不透明度在0．2至0．7之间,典型值为0．4,表明测试地点的大气条件允许进行3mm波段的射电天文观测．由于在工作频段内大气不透明度的主要来源是对流层水汽的吸收,测量的不透明度可用来直接反映大气内水汽的含量,并实时校准大气吸收．     

高美古的大气视宁度

报导了2000年和2001年丽江高美古所观测的大气视宁度，文中统计了14个晚上的观测数据，得到的平均视宁度为0.97″，变化在0.73″～1.42″之间，这些视宁度值是用国际上天文台站测大气视宁度通用的DIMM方法，采用8ms单幅采样曝光取得的。本文还统计了丽江高美古1995年以来每年12月份的大气视宁度，可以看到高美古不同年份大气视宁度的部分变化情况。     

大气反常折射对星表和参考系的影响

在过去的时间纬度工作中,对大气反常折射的研究证明,大气反常折射给时问纬度测量带来了严重的影响。而当时大多数星表的编制都是时间纬度测量的副产品,无疑大气反常折射也给这些星表带来严重的误差影响。过去我国的经典天体测量工作以测时、测纬为主,这一问题并没有得到重视。在星表和参考系工作已成为我国基本天休测量工作的一项主要内容的今天,对大气反常折射的测量与研究,尤其对有效的测量应得到足够的重视。作者根据自己的实际测量和研究指出,大气反常折射主要由观测室周围不良小气候的造成,其中以具有周年变化和周日变化的大气反常折射对初始星表系统的影响最为严重。并分别讨论了这种反常折射对子午星表、等高星表和参考系的影响,提出了今后开展这方面工作的建议。     

三孔较差像运动测量仪计算和统计的进一步探讨

从天文选址的角度出发 ,介绍了影响望远镜光学成像质量的大气湍流的成因、特性以及它对星光波前的影响 ,进而对衡量大气宁静度的量度值———大气视宁度做了详细的叙述 ,包括其测量方法 ,以及目前国际天文选址界常用的较差像运动测量仪的测量原理 ,介绍了云台三孔较差像运动测量仪的光学和硬件结构组成部分 ,对图像处理 /采集软件中用Waldie法计算大气视宁度值与用Roddier法计算大气视宁度值的不同之处进行了理论的分析 ,编写了Roddier法相应软件 ,并用于实测中测量了大气视宁度的值 ,得到一些有意义的结果。     

差分像运动视宁度优化监测法

大气视宁度是衡量台址大气光学品质的重要指标。差分像运动视宁度监测仪(Differential Image Motion Monitor,DIMM)被广泛应用于国内外天文选址的视宁度测量作业。介绍了一种优良的视宁度测量方法——差分像运动视宁度优化监测(Improved to Differential Image Motion Monitor,I-DIMM)法。首先对I-DIMM的结构设计和视宁度计算方法进行了详细描述;随后通过设置0. 36 m和0. 12 m两种口径望远镜进行视宁度的模拟测量,将I-DIMM测量结果与传统的DIMM测量的结果进行对比,均证明I-DIMM视宁度计算方法比DIMM更为精确;最后对模拟结果进行了分析,证明了I-DIMM相比于DIMM的优势。     

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．     

上海天文台1．56米望远镜斑点干涉成像实验进展

斑点干涉成像技术是克服大气湍流影响,提高地面大口径望远镜分辨本领的有效途径之一。该技术利用斑点相机拍摄一系列的短曝光像,使得大气湍流冻结,再经过图像处理获得高分辨率重建像。该技术设备简单,易于实现,很快在观测天文学中得到了广泛的应用,尤其是对双星的研究。首先回顾了天文高分辨率重建技术的发展,并介绍了相关研究成果。描述了几种典型的斑点干涉成像处理方法及其优缺点。对图像噪声类型及滤波方法进行了分析。在上海天文台1．56m望远镜上开展了双星斑点干涉观测实验,目标星等4～7mag,双星目标星等差小于2。分别采用斑点干涉术和迭代位移叠加法成功实现了双星目标的高分辨率成像,初步证明了在1．56m望远镜上进行斑点干涉成像实验,能够达到接近望远镜衍射极限的分辨率水平。     

CHAMP观测资料的振幅反演初步结果

在几何光学和薄相位屏的假设下，给出GPS／LEO无线电掩星反演地球大气技术中振幅反演的计算方法．从产生接收信号振幅变化的机制出发，提出产生信号振幅变化的几何衰减和物理衰减两个不同的源．利用CHAMP卫星观测资料的个例，用观测信噪比序列进行了大气弯曲角、大气折射率、压力、温度剖面的反演；并与相位反演结果进行比较和讨论．     

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。