并行可控式光纤定位系统

给出一种可用于大天区面积多目标光纤光谱天望远镜（LAMOST）的光纤定位系统,它将望远镜焦面板分成4000个小区域,每个区域中安装一个可控式光纤定位单元,光纤由单元带动作精确定位。本讨论了系统的组成及特点,该系统可望能成功应用于LAMOST项目中。     

LAMOST光纤性能研究初步结果

光纤是LAMOST子系统焦面仪器的四个主要组成部分之一。它是LAMOST望远镜收焦的星光从焦面到光谱仪的传输介质。尽可能高的传输效率是我们追求的目标。LAMOST的光纤采用芯径320μm的STU光纤。我们在实验室对其性能作了初步测试。结果令人满意。     

天球上和LAMOST焦面上天体位置关系的研究

用主光线法对正在研制的大天区面积多目标光纤光谱望远镜（LAMOST）焦面上天体成像位置进行了研究,提出了在焦面上确定天体位置的方法,导出了天体在天球和LAMOST实际焦面上一一对应的位置关系。本的方法可用于焦面上光纤位置的确定,同时,也为已知天体在焦面上的位置确定其在天球上的位置提供了一种方法。     

前照条件下LAMOST焦面板光纤单元定位精度检测系统设计

大天区面积多目标光纤光谱望远镜(Large Sky Area Multi-object Optical Spectroscopic Telescope,LAMOST)是目前国际上口径最大、视场最宽、光谱获取率最高的大型施密特望远镜,通过借助并行可控式双回转光纤定位系统,其焦面系统上的4 000根光纤可以在数分钟内按预定天体坐标快速精确地对准各自观测目标并进行精调。望远镜观测时每一个光纤单元定位情况的好坏直接决定接收天体光谱的质量,然而目前针对光纤定位精度情况仅有的信息就是定位时光纤单元步进电机驱动情况的反馈,是一个内部信息,并不全面,无法给出每一个光纤单元的实际定位精度情况。因此需要搭建一个可用于LAMOST现场的检测系统,在望远镜观测间隙,在前置光源照明条件下,可以第一时间获取焦面板光纤单元定位图像,快速分析之后,检测出定位误差较大的光纤单元,由此决定进一步观测处理措施,以保证观测光谱的有效性和准确率。     

LAMOST光学系统成像的动态模拟分析

LAMOST是一个大视场兼大口径的中星仪式望远镜,其光学系统是反射Schmidt系统。为克服Schmidt系统长镜筒（二倍焦距）的整体运动所引起的各种困难,采用了特殊的装置,即球面主镜固定不动,由非球面改正板的转动完成对被观测目标的瞄准和跟踪。使大视场和大口径的兼备成为可能。因而AMOST在观测过程中的成像情况与一般的望远镜不同,其焦面、改正板的位置和面形,都随观测天区和时间而变化,另外还有视场旋转和大气折射的影响。本文提出了用光轴稍微倾斜放置的球面代替最佳焦面的方法,并详细叙述了对LAMOST实际观测过程中,光学系统成像情况动态模拟分析的方法和结果。进一步证明了这种特殊的光学系统的可行性。     

基于MYSQL/LINUX 的LAMOST数据库设计与实现

大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜（LAMOST）将被建成，在投入使用之前设计开发出全自动处理光谱的软件系统是必需的。完善的数据库系统是该光谱处理软件不可缺少的一部分。本文分析了LAMOST对数据库的需求，设计并实现了基于MYSQL／LINUX的LAMOST数据库系统并对该系统进行了初步测试。     

LAMOST反射施密特改正板风载分析

本文介绍LAMOST反射施密特改正板系统在风载下的变形及象质变化情况。文中建立了改正板系统的整体有限元模型 ,并计算分析了在技术要求规定的风载下的响应 ,计算结果表明反射施密特改正板支撑结构的设计是满足技术要求的     

光纤像切分器特性分析

选取40/45μm、50/55μm、60/65μm和70/75μm高-OH纤芯薄包层光纤构成光纤像切分器,计算了LAMOST高分辨率光谱仪HiRES采用光纤像切分器前后的光效率,分析了位置误差对光纤像切分器光效率的影响,结果显示,光纤像切分器能够有效提高高分辨率光谱仪光效率,具有无离焦、结构简单、易制造和易安装的优点.     

分离式靶标摄影测量在LAMOST中的应用

为了获取LAMOST焦面板上光纤的零位位置,提出了一种基于分离式标准靶标的高精度摄影测量方法。首先,根据Tsai摄像机标定参数模型介绍了CCD相机的标定原理。然后介绍了用光重心算法求取靶标发光点像面坐标及通过球面三角公式计算靶标发光点物面坐标。接着,利用最小二乘法导出了含标定参数的方程组。最后,介绍了标准靶标的放置方法以及提高光纤位置测量精度的靶标取法。实验结果表明:CCD相机的标定残差平均值为8.8μm;标定残差的标准差为5.3μm。测量方法简单易行,通过仔细分析,找出了残差偏大的原因,对后续进一步测量实验有重要指导意义。     

LAMOST观测控制系统用户界面设计

位于国家天文台兴隆观测基地的大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMOST)是世界上最大的、可操控的反射施密特望远镜。为了便于控制望远镜,提高观测效率,设计了观测控制系统图形用户界面。首先分析了LAMOST望远镜的控制软件体系结构,采用基于场景的以用户为中心的设计方法,对界面进行了分析和设计。使用Qt、CORBA、多线程技术和MVC模式,实现了用户界面,并对界面进行了测试。最后,用户界面得到了用户的认可,成功应用于LAMOST观测。     

基于Keck方法的大型拼接镜面共面方法的研究

LAMOST是我国也是世界上唯一的同时应用薄镜面主动光学和拼接镜面主动光学的望远镜,但望远镜目前的设计要求还只是共焦,还没有很好地开展共面技术的研究和应用.Keck望远镜的共相方法已经得到了成功的应用.在红外波段得到了10m镜的衍射像.参照Keck的算法,开发了一套用于检测拼接子镜前后有一定平移误差时的模拟软件,在LAMOST及以后各大型望远镜的拼接镜面实验装置上应用.结果表明,这个方法是现实可行的.     

LAMOST CCD相机总控的设计与实现

大天区面积多目标光纤光谱望远镜(LAMOST)使用了16台低色散光谱仪、32台科学级CCD相机对目标进行光谱拍摄。CCD集总控制器MASTER是其32台CCD相机的中枢,它控制CCD按观测需要进行曝光、管理CCD状态和诊断相机故障。针对LAMOST相机系统的结构和UCAM控制器的特点,设计了MASTER系统;介绍了与OCS和UCAM接口的方式,并分析了对命令和状态的管理。     

LAMOST网络控制系统结构

LAMOST(大型多天体分光望远镜)建成后将成为世界上视场最大、光谱观测效率最高的4m级口径以上的光学望远镜。它将要同时高效地观测4000颗星的光谱,这对网络控制系统的设计是巨大的挑战。该文主要从LAMOST网络控制系统构建的角度介绍了系统如何在大数据量、多任务的情况下实现各子系统控制、环境监测、授时和无线远程监控等功能,叙述了在该系统中运用的实时分布式操作系统、实时数据库,全球定位系统(GPS)和全球移动通讯系统(GSM)等多项技术．     

基于数据仓库的星系光谱分类

大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMOST)将被建成,会产生大量的星系光谱数据。根据天文数据的积累过程,我们设计基于数据仓库的星系光谱分类系统。文章首先介绍了星系光谱的特征,数据仓库的特点,在此基础上描述了建立基于数据仓库的星系光谱自动分类系统的步骤,并给出对该系统进行测试的结果。     

LAMOST二维光纤光谱抽谱方法的研究

对LAMOST二维光纤光谱数据处理系统中的抽谱方法进行了阐述,分析了抽谱中关键参数采样点选取对结果的影响,并根据高斯分布函数的特性以及实验情况确定了采样点的选取范围,解决了抽谱结果出现负值的问题.进一步针对大噪声背景下抽谱存在误差较大的问题,提出了基于频域滤波思想的改进抽谱方法.首先利用快速傅立叶变换和低通滤波器将影响光纤实际轮廓的尖锐噪声滤除,然后再进行正常的抽谱.利用LAMOST二维光纤光谱数据处理系统提供的模拟数据进行了实验测试,结果表明改进抽谱方法的可行性与有效性.     

大型拼接镜面望远镜子镜装卸装置的研究

自从400 yr前伽利略第1次使用望远镜观测天空以来,人类为了探索更深的宇宙,望远镜的口径越做越大,拼接镜面望远镜成为趋势.本世纪初一批大口径拼接望远镜先后被研制出来,这其中包括我国的大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜LAMOST.随着望远镜口径增大,子镜单元增多,子镜单元的装卸问题日益突出.本文试图对这一问题进行探讨,设计了一套用于LAMOST球面主镜的子镜单元装卸装置,希望为大口径望远镜的子镜装卸提供一些思路和借鉴.     

LAMOST观测控制系统

LAMOST的观测控制系统将实时地与望远镜控制系统和焦面仪器控制系统一起来完成LAMOST的光谱巡天工作,同时与数据处理系统紧密联系以安排观测计划和数据处理任务。研制观测控制系统的目的是自动地完成整个光谱巡天工作,以最有效地获得科学产出。     

LAMOST望远镜的大气色散校正

大气折射与大气色散会影响大视场多目标光纤光谱观测的质量和效率.一个焦距为20m,焦比为F5、位于北纬40.4°的LAMOST望远镜在中天和中天前后0.75小时产生的色散值,用模拟计算得到结果,并用数值计算得到验证.对校正色散可能用的几种色散棱镜进行了计算分析比较,确定了色散棱镜的型式,并分析了色散棱镜的二级光谱以及色散棱镜在望远镜跟踪过程中的残留色散,及色散棱镜的安装误差.     

LAMOST子镜镀膜研究进展

对大口径光学/红外天文望远镜而言,为保障其稳定高效运行,镜面镀膜是重要的维护环节之一.镀膜质量的好坏直接影响镜面光学反射率的高低,也严重影响到天文望远镜的成像质量、观测效率.国家重大科技基础设施—大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope, LAMOST,又名郭守敬望远镜)自2009年6月通过国家竣工验收并逐步投入巡天观测,目前已进入第2个5 yr巡天计划阶段,取得近两千万的光谱产出和大批高显示度的科学成果. LAMOST共拥有24块施密特改正镜子镜和37块球面主镜子镜,为了确保在野外恶劣观测环境下镜面反射率维持在较高水平,每年要对大批子镜进行镀膜.主要介绍了镀膜需求、镀膜设备,并基于大量实验和多年的完善探索出一套可行的镀膜工艺流程,确保了LAMOST子镜极高的镀膜质量.镀膜后子镜平均反射率高达90%以上,满足了LAMOST光谱巡天的镜面反射率要求.     

LAMOST项目及进展

简要介绍了我国天文界正在研制的4m大视场光学望远镜项目－LAMOST及其进展情况，LAMOST已进入详细设计阶段，其关键技术的试验仍然在进行中，开工报靠有望在近期批复。